概括：
生物质能源可以替代或部分替代不可再生化石燃料，实现二氧化碳零排放。 还可解决农林废弃物处理难和环境污染问题。 绿色柴油是以废油和非食用植物油为原料，经催化加氢生产的第二代生物柴油。 它的化学成分与传统柴油相似，可直接用于现有柴油发动机。 目前，绿色柴油研究的重点是制备低成本、环境友好、性能优良的“绿色催化剂”。 大量研究表明金属碳化物和镍催化剂最具应用潜力。 但碳化钼催化剂的活性位点容易团聚且分散度较低，而镍催化剂中金属镍的还原温度较高，镍位点分散度较低。 上述问题限制了两种催化剂的活性。 因此，本文制备了富氮碳材料负载的氮掺杂活性炭和碳化钼，以及酸性载体负载的镍钯双金属催化剂，并测试了上述催化剂在加氢反应中的活性。油。 深入探讨了含氮碳载体调节碳化钼活性位点尺寸的机制、钯与镍金属之间的协同机制、载体与镍钯双金属之间的相互作用机制。 主要研究成果如下： 1.采用碳热氢还原法制备了活性炭负载碳化钼催化剂（Mo_2C/AC），并在加氢反应中与常规催化剂进行活性对比。脂肪酸甲酯。 结果表明，Mo_2C/AC的催化活性远高于Mo O/、Mo S/、Mo/、Ni P/和Ni/催化剂。
另外，较高的反应温度和氢气压力有利于脂肪酸甲酯的加氢反应。 同时，高反应温度促进裂解反应的发生，高氢气压力有利于加氢脱氧反应途径（HDO）的进行。 2.采用碳热氢还原法制备了活性炭负载碳化钼(Mo_2C/AC)和碳化钨(W_2C/AC)催化剂。 系统研究了催化剂制备过程中渗碳温度、气体种类和负载量对两种催化剂物理性能的影响。 性质和催化性质。 结果表明,Mo_2C/AC催化剂在油酸加氢反应中的催化活性远高于W_2C/AC催化剂。 渗碳温度对两种催化剂的影响不同。 渗碳温度高有利于W_2C/AC的制备，但不利于Mo_2C/AC的制备。 这是因为高渗碳温度破坏了Mo_2C/AC的载体结构，导致Mo_2C烧结。 渗碳过程中，气体种类（氢气和氮气）对W_2C/AC影响不大，但氮气气氛不利于Mo_2C/AC的制备。 此外，两种催化剂的最佳金属负载量均为 20 wt%。 3.通过苯胺原位聚合将氮元素引入到活性炭中，通过热解得到氮原子均匀掺杂的碳材料（NAC），然后进一步采用碳热氢还原方法制备氮掺杂的碳材料（NAC）。碳材料负载碳化钼催化剂（NAC）。 Mo_2C/NAC）。 与活性炭负载碳化钼(Mo_2C/AC)相比，Mo_2C/N_(1.0)AC-700的Mo_2C活性位点尺寸为6.
4 nm下降到3.2 nm，Mo_2C色散从0.37%增加到1.19%。 在油酸加氢反应中，Mo_2C/N_(1.0)AC-700的催化活性明显高于Mo_2C/AC催化剂。 氮掺杂后催化剂活性的提高主要是由于载体中存在的吡啶氮和吡咯氮为碳化钼提供了锚定位置，避免了碳化钼活性位点的团聚，从而增加了其分散性。 硬脂酸加氢反应动力学表明，Mo_2C/N_(1.0)AC-700参与反应的表观活化能为49.7 k J/mol，远低于非氮掺杂碳化钼。催化剂（73 .9 k J/mol）。 此外，研究还表明，含有酯键和饱和碳碳键的石油原料更容易发生加氢反应。 4.采用钼酸铵和双氰胺，在氮气气氛下通过一步渗碳法制备了富氮碳材料（CN）负载的碳化钼纳米颗粒（MoC/CN）。 CN中的氮含量高达59.9%，氮中吡啶氮和吡咯氮的总比例达到95%。 MoC/CN的活性位点粒径仅为1.8 nm，远低于活性炭负载碳化钼催化剂（Mo_2C/AC）的6.4 nm。 此外，CO脉冲吸附结果表明MoC/CN催化剂具有更多的活性位点。 在脂肪酸加氢反应中，MoC/CN催化剂表现出比Mo_2C/AC高得多的活性。 MoC/CN中丰富的吡啶氮和吡咯氮可以有效促进碳化钼在碳载体上的分散，降低碳化钼的粒径。
密度泛函理论进一步表明，氢在MoC/CN催化剂表面更容易解离成H原子，有利于加氢反应。 5.采用两步浸渍法制备了负载不同载体(SiO_2-,,ZrO_2和Ce_(0.8)Pr_(0.2)O_2)的Ni-Pd双金属催化剂用于硬脂酸甘油酯加氢反应。 测试了催化剂的活性。 结果表明，Pd的添加显着提高了25%Ni/催化剂的活性。 当Pd添加量为0.75wt%时,催化剂活性最高。 添加Pd金属后，Ni金属更容易被还原，从而形成更多的Ni活性位点。 加氢反应过程中，Ni位点上通过脱羧/脱羰途径产生的CO会转移到Pd位点上，从而提高Ni活性位点的催化效率，从而提高催化剂的活性。 在硬脂酸甘油酯加氢反应中，不同载体负载25 wt% Ni-0.75 wt% Pd的催化活性如下： SiO_2-e_(0.8)Pr_(0.2)O_2.25%Ni -0.75的高活性%Pd/SiO_2-催化剂可归因于：催化剂较高的比表面积和孔容有利于氢气和反应物的吸附； Ni金属在SiO_2表面更容易被还原，从而形成更多的Ni活性位点； 载体的强酸性影响Ni-Pd双金属的电子性能。 另外,以SiO_2-为载体时,加氢脱氧反应路径程度增强,这主要是由于SiO_2-中的强酸位催化中间产物十八醇脱水为十八碳烯所致。
展开