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环烷烃开环和稠环芳烃加氢是提升柴油品质的重要反应。环烷烃开环的同时常伴随有裂化反应的发生,而在稠环芳烃加氢反应中,具有良好催化性能的贵金属负载催化剂对原料中的硫化物异常敏感,极易遭受硫化物的毒化,因此,为提高环烷烃开环反应的活性、选择性、抑制裂化反应的发生和提高贵金属催化剂的抗硫性能,开发高效催化剂是十分必要的。SSZ-13沸石是典型的小孔沸石,具有酸性质、晶粒尺寸及孔道结构等性质易调变等特点,已在甲醇制烯烃、催化选择还原NOX和气体分离中得到广泛应用,但尚未有将其应有于环烷烃开环和稠环芳烃加氢反应的研究,本论文,基于SSZ-13的孔结构和酸性能等特点从SSZ-13的合成、金属组分的负载方法及载体的表面性能方面出发,对SSZ-13负载贵金属催化的物理性质和催化性能进行了系统研究。具体研究如下:1)SSZ-13的制备和表征采用水热合成法制备了SSZ-13沸石,对原料配比(硅铝比和碱度等)以及晶化条件(晶化温度和时间等)进行了考察,并且通过二次合成法,制备出具有核壳结构的SSZ-13@Nano SSZ-13沸石。2)Ir/HSSZ-13的制备、表征及催化性能以SSZ-13沸石为载体,采用浸渍法负载Ir金属,制备了Ir/HSSZ-13催化剂。TEM、NH3-TPD等表征结果及催化反应表明,所负载的Ir纳米粒子(NPs)主要位于SSZ-13的外表面,由于SSZ-13孔口较小,反应物不能进入其笼中,但在其外表面的酸性和所负载金属的共同作用下,所制备的Ir/HSSZ-13在甲基环戊烷加氢开环反应中表现出优异的催化性能。此外,载体的晶粒大小、反应压力、反应温度、反应时间等因素对Ir/HSSZ-13催化活性也有一定的影响。3)Pt NPs落位于SSZ-13不同部位的Pt/HSSZ-13催化剂的制备、表征及催化性能Ⅰ)催化剂设计:为实现既能提高催化剂的抗硫性能,又可对稠环芳烃进行高效加氢这一研究目标,本论文中提出了一条新的催化剂设计思路:即将贵金属Pt封装于SSZ-13笼中,利用SSZ-13较小的孔径对大分子有机硫化物的阻止作用实现对金属Pt的保护作用,同时利用氢气可进入SSZ-13笼中,并于所封装Pt上进行解离,解离出的活性氢可通过HSSZ-13的羟基溢流到外表面,从而实现对稠环大尺寸反应物的加氢。Ⅱ)制备和表征:采用三种不同的制备方法制备了Pt/HSSZ-13催化剂:1)将Pt源和巯基硅烷先形成配合物引入到SSZ-13的合成体系中,然后于一定条件下进行晶化,制备出Pt/HSSZ-13(Is)。苯乙烯加氢反应结果表明采用该方法可将Pt NPs成功封装在SSZ-13笼中。TEM结果表明所封装的Pt NPs均匀分布于SSZ-13的晶粒中;2)采用浸渍封装法将Pt负载于具有一定Si/Al比的HSSZ-13上,然后再于一定温度下焙烧和还原,也可制备出封装有Pt NPs的HSSZ-13催化剂Pt/HSSZ-13(Im)。在这一制备过程中,焙烧温度的选择对于Pt在HSSZ-13中的落位有很大影响,在350℃焙烧条件下制备的样品(Pt/HSSZ-13(Im)-350),所封装的Pt NPs主要位于HSSZ-13晶粒的边缘,而在550℃焙烧条件下制备的样品(Pt/HSSZ-13(Im)-550),其Pt分布同Pt/SSZ-13(Is)。采用上述制备方法得到的Pt/SSZ-13催化剂的粒径尺寸均约为1.3 nm;3)采用胶体沉淀法先制备具有一定尺寸的Pt NPs,然后再将其负载于HSSZ-13的外表面,得到Pt/SSZ-13(Ex)。Ⅲ)催化性能:对Pt NPs落位于SSZ-13不同部位的Pt/HSSZ-13催化剂在萘加氢反应中的催化性能进行了研究。对于Pt/SSZ-13(Ex),尽管Pt位于载体外表面,萘与Pt可以直接接触,但由于Pt具有较大的粒径和可利用的酸性位较少,表现出较弱的活性。对于Pt/HSSZ-13(Is)和Pt/HSSZ-13(Im)-350催化剂,虽然萘不能接近封装于SSZ-13笼中的Pt NPs,但均表现出良好的加氢活性。这可能涉及到氢溢流。H2可以容易进去SSZ-13笼里,在Pt上发生解离,生成的活性氢迁移到载体外表面,从而具有加氢活性。由于Pt/HSSZ-13(Im)-350中的Pt位于晶体边缘笼中,氢溢流需要迁移距离较近,因此Pt/HSSZ-13(Im)-350具有更高的加氢能力。此外,在含苯并噻吩的反应物的加氢反应中,Pt/HSSZ-13(Im)-350表现出优异的抗硫性能,与其他载体负载Pt催化剂相比,Pt/HSSZ-13(Im)-350具有更强的深度加氢能力和抗硫性能。