新型纳米硫化钨钼加氢催化剂

悬浮床加氢工艺是重质非常规油(渣油、重油/超重油、页岩油、 煤焦油重组分、砂岩油、油砂沥青等)加氢制备液体燃料油的先进技术。悬浮床加氢工艺要求催化剂具有高活性、高分散性、高稳定性、良好经济性,制备适用于悬浮床加氢工艺的催化剂是一个具有挑战性的课题。

非贵金属硫化物是一种具有类石墨烯结构的层状材料,在催化、微电子、半导体等领域表现了良好的应用。担载型的硫化钨、硫化钼催化剂在石油加工领域一直被用作加氢催化剂,广泛应用于加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳、加氢脱氧和加氢脱金属等反应。非担载型硫化钨钼是一种非常有望适用于悬浮床工艺重质油加氢制备清洁燃料的催化剂。

新型纳米硫化钨钼加氢催化剂图片

目前硫化钨、硫化钼的制备方法主要有高温硫化法、前驱体分解法、溶剂热法、电化学沉积法、模板法等。但是目前这些研究方法制备的硫化物催化剂,要么是水溶性的,要么是油溶性的。由于重质油组成非常复杂,同时含有极性和非极性物质,单一表面相亲性的硫化钨在其中的分散性不是很理想。因此利用温和的溶液法通过化学合成有表面双亲的纳米硫化物催化剂是提高其分散性的关键。

采用溶液化学法,以离子液体为助剂制备表面双亲纳米硫化钨钼加氢催化剂,包括以下步骤:(1)向去离子水中加入钨源和钼源,搅拌均匀配置成一定浓度的溶液;(2)向上述混合物中加入硫源,搅拌均匀,在一定温度下反应一定时间;(3)向混合物中加入还原剂,搅拌均匀;(4)向混合物中加入离子液体,搅拌均匀,配置成初 始反应混合物;(5)将初始反应混合物转移至高压合成釜中,在一定温度下晶化一定时间;(6)晶化结束后,将反应物冷却至室温,采用常规分离固体产物的方法,如过滤、去离子水洗涤并干燥,得到表面 双亲纳米硫化钨钼加氢催化剂。

因为合成体系中使用了离子液体,所以制备的纳米硫化钨钼具有很好的表面双亲性,在极性、非极性的催化反应体系中均具有极好的分散性和催化活性。这种纳米硫化钨钼加氢催化剂成品在煤焦油、 重油、超重油、渣油、页岩油中的一种或任意二种以上的悬浮床加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱芳烃或加氢脱沥青等几种反应中均表现了极高的催化活性,在光电转换、光催化水制氢等反应中也具有良好的应用前景。

 

 

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