二硫化鉬復(fù)合材料的制備及加氫性能研究.pdf

1、石油化工產(chǎn)品中含有大量的硫、氮等元素，燃燒后會(huì)排放二氧化硫等氣體，污染大氣環(huán)境，因此降低化工產(chǎn)品中的硫、氮的含量十分重要。目前最常用的方法是催化加氫精制。開發(fā)系列的高活性加氫催化劑，是提高加氫轉(zhuǎn)化率的有效途徑。目前，市場上常用的催化劑是負(fù)載型催化劑，其活性組分負(fù)載量受到載體比表面積和孔結(jié)構(gòu)等約束，難以大幅度增加，而非負(fù)載型催化劑的活性組分含量高，表現(xiàn)出良好的催化活性，因此也成為新的研究方向。
　　二硫化鉬是一種典型的過渡金屬硫化物

2、，近年來引起了廣泛關(guān)注。二硫化鉬層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵相連，在二硫化鉬的邊平面上，硫原子和鉬原子未完全鍵合，處于一種配位不飽和的狀態(tài)。由于二硫化鉬邊緣不飽和的配位，晶格缺陷暴露明顯，這種晶格缺陷的暴露現(xiàn)象有利于該材料對(duì)分子的吸附和活化，因而使得其被廣泛應(yīng)用于催化、光電材料等領(lǐng)域。二硫化鉬具有良好的催化及光電性能，但由于單一的二硫化鉬存在傳輸電子能力差等缺點(diǎn)，因此常和其他材料復(fù)合使用和研究。
　　本文選用萘的加氫反應(yīng)作為評(píng)價(jià)材料催化性能

3、的模型反應(yīng)，通過調(diào)整合成過程中的路線、熱處理?xiàng)l件等，制備一系列形貌可控的具有催化加氫活性的非負(fù)載型二硫化鉬催化劑，并且通過XRD、TEM、SEM、XPS等表征研究上述系列催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)催化效果的影響，具體的研究內(nèi)容分為以下部分：
　?。?）合成不同形貌的MoS2催化劑，考察MoS2的形貌不同對(duì)催化加氫的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水熱法合成的MoS2催化劑為納米花狀結(jié)構(gòu)，其催化加氫活性較高；同時(shí)，經(jīng)過熱處理后的MoS2材料在性能上

4、得到提高。
　?。?）利用水熱法將MoS2復(fù)合氮化碳（g-C3N4），考察g-C3N4的添加對(duì)催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)g-C3N4的添加量為30 mg時(shí)，合成的MoS2結(jié)構(gòu)更均勻，催化性能達(dá)到55.7％，同時(shí)加入Ni作為助催化成分，控制Ni添加量制備出Ni-MoS2/g-C3N4材料，其對(duì)萘的催化加氫轉(zhuǎn)化率達(dá)到87.6%。
　?。?）在制備出形貌均一的MoS2納米花材料基礎(chǔ)上，將其與CuS材料進(jìn)行復(fù)合，在不改變MoS2形

5、貌的基礎(chǔ)上使Cu和Mo發(fā)生部分替換，研究時(shí)間、溫度和濃度對(duì)制備材料及其催化加氫性能的影響，CuS/MoS2復(fù)合材料對(duì)催化加氫性能的效果要高于純相MoS2，萘的轉(zhuǎn)化率達(dá)到52.3%。
　　（4）對(duì)非金屬元素碳、氧摻雜的二硫化鉬/氧化石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行研究，分析兩種經(jīng)過改性后的MoS2材料對(duì)催化加氫影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，C-MoS2/GO和O-MoS2/GO兩種復(fù)合材料，經(jīng)摻雜后其層間距增大，同時(shí)使MoS2暴露出更多的加氫活性位點(diǎn)，其催化萘