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超临界水中金属氢氧化物催化重油改质:氘示踪研究
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2024-03-05 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c00100 Zhong Chen 1, 2 , Qiao Chen 1, 2 , Dongyuan Li 3 , Yi Zhong 1, 2 , Hongzhen Chen 1, 2 , Wei Peng 4
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2024-03-05 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c00100 Zhong Chen 1, 2 , Qiao Chen 1, 2 , Dongyuan Li 3 , Yi Zhong 1, 2 , Hongzhen Chen 1, 2 , Wei Peng 4
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重油的转化迫在眉睫,因为大多数已勘探的化石石油储量和可再生的生物柴油原料都可以归类为重油。超临界水改质(SCWU)是一种绿色、有前景的重油转化技术,但纯水的供氢能力不足。该研究首次采用过渡金属氢氧化物(M-OH)来增强水的原位供氢能力。测试了 M-OH 以及一种后过渡金属 (Al) 和五种过渡金属 (Cr、Cu、Fe、Ni、Zn) 的相应金属氧化物纳米颗粒 (MO n )。 SCWU条件选择为425 ℃、60 min、水油比4:1、催化剂油比1:10、水密度308 kg m –3。使用氧化氘 (D 2 O) 代替 H 2 O 作为氘示踪研究的反应介质。结果表明,不同的金属基MO n纳米粒子对重烃裂解、气化、抑焦和D 加成反应表现出不同的效果。发现总体性能的顺序为NiO > Cr 2 O 3 > Fe 2 O 3 > CuO > Al 2 O 3 > ZnO。与MO n相比,M-OH 通常可以提高油收率和H/C 比,同时降低焦炭收率。机理分析表明,水热条件下的M-OH分解行为是富油相中生成MO n和晶格H 2 O的主要原因。晶格H 2 O不仅可以参与SCWU反应,而且可以抑制焦炭的形成。总之,M-OH是一种很有前途的催化剂,因为它结合了MO n纳米粒子良好的分散性和催化活性以及水溶性无机金属盐(M-IAc)的低成本,但不会产生任何腐蚀性物质,例如来自 M-IAc 的无机酸。
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更新日期:2024-03-05
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