《溫和條件下可控制備負載型過渡金屬磷化物催化劑》是依託南開大學，由李偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：溫和條件下可控制備負載型過渡金屬磷化物催化劑
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李偉
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目的基本思路是，在對過渡金屬磷化物生成機理的研究基礎上，開展一種新的過渡金屬磷化物製備方案及其機理和性能的研究。希望突破TPR法嚴格程式升溫的限制，同時克服次磷酸鹽金屬鹽混合前體熱分解法的局限性，通過負載型或非負載型金屬氧化物和次磷酸鹽混合前體的低溫熱分解來製備具有特定形貌的過渡金屬磷化物或負載型過渡金屬磷化物催化劑；儘可能以較低的能量和簡潔、安全的工藝路線，實現系列特定形貌過渡金屬磷化物和過渡金屬磷化物催化劑的製備；設計各種驗證實驗、利用各種分析測試儀器對反應物和產物進行表征，從熱力學、動力學以及結構化學的角度，系統研究製備過程的機理，為此類材料的製備科學提供理論和實踐依據；以二苯並噻吩、4，6－二甲基二苯並噻吩和喹啉等加氫反應為探針，結合其加氫脫硫和加氫脫氮反應活性進行催化劑性能的考察和篩選；製備高效的催化劑載體，從而開發出高效、簡捷、低成本、適用性強的新型磷化物催化劑。
結題摘要
（1）根據本項目中催化劑的特點，設計並搭建了兩套高壓半自動固定床反應器。為催化劑的製備和活性評價提供了更加便捷、高效的服務，最大限度的降低了不同實驗人員操作所產生的人為誤差。該反應器可以最大限度的提高次磷酸鈉的利用率並降低環境污染，同時可以通過控制加入次磷酸鈉的量來定量的產生磷化氫，從而儘可能降低副產物的生成。 （2）利用次磷酸鹽與金屬氧化物混合前體熱分解法成功實現了過渡金屬磷化物的形貌可控性；以磷化鎳為例，可以製備納米球型、微米空心球型、珊瑚型、片型等多種形貌的磷化鎳。 （3）通過對不同金屬氧化物和次磷酸鹽混合前體的低溫熱分解來製備負載型和非負載型過渡金屬磷化物，從而獲得了負載型和體相Ni2P、Cu3P、MoP、WP、InP、RuP、Ru2P的最佳製備工藝條件（摩爾配比、焙燒時間、焙燒溫度等）。通過改變前體中次磷酸鹽和金屬氧化物的摩爾配比、調整不同焙燒溫度、設計空白試驗、對比試驗和分離床實驗等手段，同時輔助粉末X射線衍射、X射線光電子能譜、高解析度透射電鏡、原子吸收等各種測試儀器來表征樣品反應前後的變化，藉助熱力學計算，我們得到了該方法製備過渡金屬磷化物的最可能的反應機理路線。以上數據為此類材料的製備科學提供了很好的理論和實踐依據。 （4）得到了Ni2P、Cu3P、MoP、WP、RuP、Ru2P、Ni2P–MoS2等不同過渡金屬磷化物催化劑對DBT和4,6-DMDBT的加氫脫硫性能以及對喹啉的加氫脫氮性能。通過氣相色譜和質譜等分析產物的分布情況，得到了不同過渡金屬磷化物在DBT和4,6-DMDBT加氫脫硫反應中的反應路徑與產物選擇性的關係。對活性最高的幾種負載型催化劑進行了長周期、不同空速、不同評價溫度、不同氫油比的考察，得到了該催化劑的壽命評價數據。對不同催化劑都分別考察了不同製備方法對過渡金屬磷化物催化劑催化活性的影響。 （5）製備得到了MCM-41、HMS、SBA-15等多種高效的催化劑載體，在實驗室條件下，得到了多種高活性的過渡磷化物催化劑。 （6）在本項目研究期間，在Journal of Catalysis等國際重要學術刊物上發表了8篇學術論文，均被SCI收錄；申請中國發明專利8項，其中已4項獲得授權；在全國催化學術會議做口頭報告2次，參加國際學術會議2次；培養博士後1人，畢業博士2人，碩士5人，在讀博士生4人，碩士生5人。
