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WO3/ZrO2型固体超强酸具有不腐蚀反应装置、环境友好、可在高温下重复使用等优点,近来一直受到国内外催化研究者的广泛关注。此类催化剂最大优点是酸强度较高和稳定性能好,与常用的固体酸催化剂相比,它弥补了后者在酸强度方面的不足,促使酸催化反应在相对较低的温度下进行,从而节省能耗,减少副反应。与SO42-/ZrO2固体超强酸相比,WO3/ZrO2催化剂虽然酸强度略低,但是在多相催化反应中,其热稳定性明显优于SO42-/ZrO2催化剂,在H2、O2和水蒸气氛围下活性组分不易流失,可重复利用,是一类很有应用潜力的新型绿色催化材料。为了提高汽油品质,使之更符合环保要求,人们迫切希望找到能够生产出高辛烷值、同时又不含芳香烃的清洁燃料化学工艺。n-C7+(碳数为7和7以上的正构烷烃)临氢异构化是一种具有较大潜力的解决方案,石油炼制中得到的n-C7+馏分在催化剂的作用下异构化成具有较高辛烷值的支链烷烃,这些异构化产物可以加入到汽油中使用,从而提高汽油辛烷值。载Pt的WO3/ZrO2型固体超强酸催化剂对n-C7+临氢异构化具有较好的反应性能,与传统的Pt/沸石分子筛催化剂相比,Pt/WO3/ZrO2的酸性较强,故其在较低反应温度下就具有较高的活性,而相比于Pt/SO42-/ZrO2催化剂,Pt/WO3/ZrO2显示出更高的异构化选择性和更好的稳定性。虽然有文献报道,Pt/WO3/ZrO2中添加少量Al2O3、Ga2O3和ZnO可以提高正庚烷临氢异构化反应活性和异构化选择性,但是这些助剂产生促进作用的原因不太清楚,有必要进行深入研究。本论文致力于探索新的助剂以提高Pt/WO3/ZrO2型固体超强酸对正庚烷临氢异构化的活性和异构化选择性,阐明助剂产生促进作用的原因,并且研究了催化剂制备方法对反应活性的影响。主要的研究内容如下：采用恒pH共沉淀法制备了掺杂少量In203(In/Zr摩尔比0.01-0.04)的Pt/WO3/ZrO2(WO3含量9-24wt%)催化剂,并用XRD、N2吸附、SEM、TEM、XPS、CO化学吸附、H2-TPD、异丙苯裂解探针反应等方法对其结构、物化性质和酸性进行了表征,考察了催化剂对正庚烷临氢异构化的反应性能。结果表明,Pt/WO3/ZrO2催化剂中掺杂少量In203促使催化剂在邻氢条件下形成了更多量的pt0和Ws+,并且增大了Pt的分散度,这些均有利于提高临氢条件下催化剂表面B酸中心的浓度,同时PtO浓度和Pt分散度的提高也有利于形成更多的庚烯,从而增加催化剂表面碳正离子的浓度,大大提高异构化反应活性。另一方面,In203的引入促使催化剂在邻氢条件下形成了更多量的H-离子,加快了带支链的碳正离子与H-离子发生氢转移反应的速率,从而在相当转化率水平下增加异构化产物的选择性尤其是在转化率高于70%的情况下。Ir/Zr摩尔比为0.02和WO3含量为15-24wt%的Pt/WO3/In2O3-ZrO2催化剂的正庚烷临氢异构化活性最高。在质量空速O.9h-1和反应温度200℃的反应条件下,WO3含量为18wt%的Pt/18WIZO.02催化剂的正庚烷转化率约为72%,选择性约为96%,而且连续反应80小时后仍没有失活的迹象。同样方法制备了掺杂少量Fe2O3(In/Zr摩尔比0.002-0.04)的Pt/WO3/ZrO2(WO3含量9-24wt%)催化剂,并对其结构、物化性质和酸性进行了表征,考察了催化剂对正庚烷临氢异构化的反应性能。结果表明,Pt/WO3/ZrO2催化剂中掺杂少量Fe2O3促使催化剂在邻氢条件下形成了更多量的pt0和W5+,并且增大了Pt的分散度,这些均有利于提高临氢条件下催化剂表面B酸中心的浓度,同时PtO浓度和Pt分散度的提高也有利于形成更多的庚烯,从而增加催化剂表面碳正离子的浓度,大大提高异构化反应活性。另一方面,Fe2O3的引入促使催化剂在邻氢条件下形成了更多量的H-离子,加快了带支链的碳正离子与H-离子发生氢转移反应的速率,从而在相当转化率水平下增加异构化产物的选择性尤其是在转化率高于70%的情况下。Fe/Zr摩尔比为0.01和WO3含量为15-24wt%的Pt/WO3/In2O3-ZrO2催化剂的正庚烷临氢异构化活性最高。在质量空速0.9h-1和反应温度200℃的反应条件下,WO3含量为18wt%的Pt/18WFZO.01催化剂的正庚烷转化率约为75%,选择性约为95%,而且连续反应80小时后仍没有失活的迹象。制备方法对催化剂的反应活性有很大影响,恒pH共沉淀法制备的Pt/WO3/Fe2O3-ZrO2催化剂其反应活性明显高于非恒pH共沉淀法制备的催化剂。原因是前者具有较高的比表面和B酸／L酸的比以及在临氢反应条件下具有更多的B酸位。