摘 要

本论文使用浸渍法制备了具有不同MgO含量的MgO/WO₃-ZrO₂载体。通过X-射线衍射（XRD），N₂物理吸附（BET），氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）方法表征经镁修饰后的钨锆复合氧化物的物相、物理结构和表面酸量，采用静态水热处理方法来评价镁修饰后的钨锆复合氧化物的水热稳定性。结果表明：使用镁进行表面修饰可以改变载体物相结构，减缓水热时比表面积的减小，一定程度提高载体的水热稳定性；此外，还考察了催化甘油加氢反应的性能，结果表明镁修饰后能一定程度改善反应时的稳定性。

关键词：氧化镁 钨锆复合氧化物 水热稳定性

Study on Physical and Chemical Properties of Magnesium Modified Tungsten-Zirconium Composite Oxide

ABSTRACT

In this paper, MgO/WO₃-ZrO₂ carriers with different MgO contents were prepared by impregnation method. Physical phase, physical structure and surface acidity of magnesium-modified tungsten-zirconium composite oxide were characterized by X-ray diffraction (XRD), N₂ physical adsorption (BET) and ammonia temperature programmed desorption (NH₃-TPD). Hydrothermal stability of magnesium-modified tungsten zirconium composite oxide was evaluated by static hydrothermal treatment. The results show that the surface modification with magnesium can change the physical phase structure of the carrier, slow down the reduction of specific surface area during hydrothermal, and improve the hydrothermal stability of the carrier to some extent. In addition, the performance of catalytic glycerol hydrogenation reaction was also investigated. The results show that the modification of magnesium can improve the stability of the reaction to some extent.

Key words: magnesium oxide; tungsten-zirconium composite oxide; hydrothermal stability

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1研究背景 1

1.2钨锆催化剂制备方法 1

1.2.1浸渍法 1

1.2.2共沉淀法 2

1.2.3水热法 2

1.2.4水解法 3

1.2.5溶胶-凝胶法 3

1.2.6 模板法 3

1.2.7钨锆催化剂制备方法的优缺点 3

1.3改善催化剂水热稳定性的方法 4

1.3.1掺杂杂原子的载体 4

1.3.2表面改性 4

1.3.3支撑上的薄膜涂层 4

1.3.4在碳载体上沉积氧化物纳米颗粒 5

1.4本文研究的目的和内容 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验主要试剂和设备 6

2.2催化剂制备 6

2.2.1 WO₃/ZrO₂载体的制备 7

2.2.2含MgO的WO₃/ZrO₂载体的制备 7

2.2.3 含MgO的Pt/WO₃/ZrO₂催化剂的制备 7

2.3 含MgO的WO₃/ZrO₂载体水热处理 7

2.4催化剂的性能评价 7

2.4.1 甘油催化反应装置 7

2.4.2甘油催化转化反应产物分析 8

2.5 钨锆复合氧化物载体表征方法 8

2.5.1 XRD 8

2.5.2 NH₃-TPD 8

2.5.3 H₂程序升温还原（H₂-TPR） 9

2.5.4 BET 9

2.5.5 CO脉冲吸附 9

第三章MgO含量对钨锆复合氧化物载体理化性质的影响研究 10

3.1 WO₃-ZrO₂载体性质分析 10

3.1.1 MgO含量对载体物相结构的影响 10

3.1.2 MgO含量对载体的比表面积，孔径，孔容影响分析 10

3.1.3 MgO含量对载体的Pt分散度影响 11

3.1.4 MgO含量对载体的酸性影响 11

3.1.5 MgO含量对催化剂的还原性质影响 12

3.2水热后钨锆复合氧化物载体性质分析 13

3.2.1 水热对不同含量MgO载体物相结构的影响 13

3.2.2水热对不同含量MgO载体比表面积，孔径和孔容的影响 14

3.3 MgO含量对Pt/WO₃-ZrO₂催化剂反应性能的影响 15

四 总结 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 引言

1.1研究背景

随着时代的不断进步，传统的以液体酸作为催化剂的生产工艺逐渐暴露出了其不可忽视的缺点，如催化剂与产物分离困难，利用率低，腐蚀性高，酸的存储，运输较为困难，在使用和处理酸催化剂时，产生的大量“三废”对环境有巨大威胁等，这些缺点大大阻碍了工业的发展进步，所以，人们开始重视固体酸催化剂的研究，其中，Pt/WO₃/ZrO₂这类无机固体超强酸成为其中的佼佼者。

目前，Pt/WO₃/ZrO₂固体酸催化剂应用在甘油催化加氢制备1,3-PDO的工艺中，在有机溶剂体系中^[1,2]，通过使用不同有机溶剂，1,3-PDO的选择性较传统方法有了很大的提高，但是，随着人们对化工生产工艺的绿色节能环保的要求越来越高，有机溶剂沸点高并且其对环境污染比较大，而水价格低廉，对环境无污染，并且是甘油催化的主要产物之一，因此人们把目光转向了对水溶液体系的研究^[3]。