用溶胶-凝胶法制备CoMoO4超细粒子催化剂

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备CoMoO4超细粒子催化剂.使用XRD,BET和DTA等表征手段考察了初始溶液的酸碱性、柠檬酸用量及焙烧温度对粒子晶相、粒径大小及比表面积的影响.同时,测试了添加助剂钾并经硫化的CoMoO4催化剂上CO加氢合成低碳醇的反应性能.结果表明,制备CoMoO4超细粒子的适宜条件为:初始溶液pH=3.5,柠檬酸/(钴+钼)摩尔比等于0.4.在此条件下所制得的凝胶经500℃热处理后,粒子的比表面积为29.4m2/g,粒径约为60 nm,在合成低碳醇反应中表现出较高的催化活性.     

费托合成:SiO_2和Al_2O_3负载的Co_2C催化剂的表征和评价

采用CO碳化SiO2和Al3O4负载的Co(NO3)2的方法制备了SiO2和Al3O4负载的Co2C催化剂,采用N2物理吸附、X射线衍射和H2-程序升温还原技术对催化剂进行了表征,并用于催化费托合成反应中.结果显示,需要较长碳化时间才可合成负载的Co2C催化剂;所制催化剂表现出CO加氢生成高碳醇的催化性能,其原因可能在于催化剂表面存在的金属Co物种使CO解离,表面Co物种有利于CO插入,从而导致醇的生成,但体相Co2C则不具有催化活性.     

K改性β-Mo2C催化剂CO加氢合成低碳混合醇的研究

制备系列K改性的β-Mo2C催化剂并对其CO加氢合成低碳混合醇性能进行了考察。结果表明，K改性使β-Mo2C催化剂的CO加氢选择性发生显著变化。β-Mo2C催化剂CO加氢的产物主要为C1～C4烷烃,经K改性后β-Mo2C催化剂上产物主要为C1～C5低碳醇，其中高级醇(C2+OH)选择性可达到33.78%。通过对碱金属质量分数的考察发现，当K/Mo（原子比）为0.2时，总醇选择性达到最大值，低碳醇的时空收率达到0.12 g/（mL·h－１）。β-Mo2C催化剂上醇烃产物均符合线性Anderson-Schultz-Flory（A-S-F）分布曲线，而K改性β-Mo2C催化剂上醇产物为独特的甲醇负偏离A-S-F分布。可见，K助剂的加入有效促进了低碳醇的形成，尤其是促进了C1OH到C2OH的链增长步骤。     

基于碳化钼材料CO2加氢制备高附加值化学品的热催化研究进展(英文)

CO₂加氢对于CO₂转化制备高附加值化学品和燃料以实现二氧化碳利用及能源储存至关重要。CO₂加氢包括甲烷化、逆水煤气变换、甲醇化和CO₂直接费托合成等。碳化钼,尤其是其二维材料,由于其低成本和良好的性能而备受关注。在CO₂加氢反应中,由于碳的渗入,导致晶格膨胀以及价电子增加,碳化钼基催化剂展现出了类似于贵金属催化剂的性质。碳化钼可以通过程序升温渗碳法、选择性蚀刻法、机械合金合成法、化学气相沉积法、原位热渗碳法以及溶液相合成法等来制备。到目前为止,学者已经对基于碳化钼的材料的CO₂转化进行大量研究,这些材料具有良好的CO₂转化活性和对目标产物的选择性。碳化钼材料的催化性能可以通过调节碳化钼中的C/Mo比、在碳化钼与负载金属之间建立强的金属-载体相互作用以及调整材料的界面结构来实现。然而,基于碳化钼的热催化CO₂转化仍处于初级阶段。本文综述基于碳化钼的热催化CO₂加氢制备高附加值化学品和燃料的研...     

不同载体对负载型Cu-Fe催化剂CO加氢反应性能的影响

以不同的氧化物为载体,采用共浸渍法制备了一系列负载型的Cu-Fe催化剂Cu-Fe/MO_x(MO_x=ZnO、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、MgO、Al₂O₃),并采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附(N₂-adsorption)、程序升温还原(H₂-TPR)和一氧化碳程序升温脱附(CO-TPD)技术对催化剂进行了表征。在温度为250℃、压力为3 MPa和原料气空速为6 000 mL/(g·h)的反应条件下,在连续流动微型固定床反应装置上考察了其催化CO加氢合成低碳醇的反应性能。结果表明,与其他氧化物为载体的催化剂相比,Cu-Fe/SiO₂催化剂表面CuO的分散度较高,在较低的温度下容易被还原,具有较强的CO吸附能力,从而同时具有较高的活性和低碳醇选择性。     

新型K/αMoC 1－x 催化剂CO加氢合成低碳混合醇的研究

制备K改性的αMoC1－x催化剂并对其CO加氢合成低碳混合醇性能进行了考察。结果表明，K改性使αMoC1－x催化剂的CO加氢选择性发生显著变化。αMoC1－x 催化剂CO加氢的产物主要为CO2和C1~4烷烃,同时有少量醇产物生成；经K改性后αMoC1－x催化剂产物中烷烃选择性明显降低，而C1~5低碳醇选择性显著提高。通过对碱金属质量分数的考察发现，当K/Mo（摩尔比）为0.1时，总醇选择性达到极大值，低碳醇的时空收率达到28.6g/（L·h）。αMoC1－x催化剂上醇烃产物符合线性A-S-F分布曲线，K改性αMoC1－x催化剂上醇烃产物也有类似A-S-F分布曲线，但K助剂的加入有效促进了低碳醇的形成及其链增长能力。结合XRD、SEM及XPS表征，K助剂与αMoC1－x催化剂主体之间的电子作用导致其CO加氢产物选择性发生显著变化，这与K/αMoC1－x催化剂表面“K-Mo-C”新相的生成有关。     

水煤气变换反应作用下的CO和CO2混合物加氢转化制烃和醇——热力学平衡研究(英文)

受水煤气变换反应(或其逆反应)的干预，CO(或CO₂)加氢反应制烃类或醇类化合物经常会遭遇较高的CO₂(或CO)选择性，而目标产物烃和醇的选择性往往较低，这使得对相关反应过程的评估显得非常混乱。为此，本工作对水煤气变换反应作用下的CO、CO₂及其混合物的加氢转化制烃(以乙烯为例)和醇(以甲醇为例)反应进行了详细的热力学研究。结果表明，对于CO(或CO₂)加氢反应，水煤气变换(或逆水煤气变换)反应作为连接CO和CO₂的连通器，虽然会给CO(或CO₂)的平衡转化率带来很大的改变并生成大量的CO₂(或CO)，但其对目标醇和烃产物的碳基平衡收率影响相对较小。CO加氢反应的烃醇产物的碳基平衡收率比CO₂加氢反应的高，而CO和CO₂混合物加氢的烃醇产物的总碳基平衡收率位于两者之间。对于CO和CO₂混合物加氢，尽管CO或CO₂的平衡转化率随原料组成的不同有较大幅...     

不同助剂的硫化MoO3／ZrO2催化剂上CO加氢合成低碳混合醇的反应性能

研究了碱金属离子（Li^ 、Na^ 、K^ 、Cs^ ）和碱土金属离子（Ca^2 、Sr^2 、Ba^2 ）为助剂的硫化MoO3/ZrO2催化剂上CO加氢合成低碳混合醇的反应性。碱金属离子（Li^ ,K^ )、特别是钾离子为助剂的催化剂比之碱土金属离子助剂具有 更好的合成低碳醇的活性和选择性。从一系列的实验和分析发现，硫化K－MoO3/ZrO2的合 成低碳醇的活性和选择性强烈依赖于钾助剂的含量和反应条件。合理 选择 最佳K／Mo比（－0.5原子比）、反应压力、温度和空速可以获得较好的合成醇活性和选择性。     

凹凸棒石负载Cu-Fe-Co基催化剂组合体系用于CO加氢制备低碳醇

采用浸渍法(IM)和浸渍燃烧法(IMSC)制备了凹凸棒石(ATP)及凹凸棒石-多孔硅胶微球混合物(ATPS)负载CuFe-Co基改性费托催化剂,通过N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)和CO_2-程序升温脱附(CO_2-TPD)等手段对催化剂进行了表征,并将它们应用于CO加氢制备低碳醇反应。结果表明,IMSC较IM制备催化剂更有利于CuO的负载、分散和还原,促进H_2和CO与Cu活性位的接触,但两者的最佳低碳醇合成温度均为280℃。通过对ATP和ATPS负载Cu-Fe-Co基催化剂(CFCK/ATP、CFCK/ATPS)与Cu/ZnO/Al_2O_3(CZA)甲醇催化剂的组合体系的优化,获得较理想的低碳醇合成催化剂组合体系CZA║CFCK/ATPS-IMSC。利用它们之间的"产物转化耦合效应",实现CO转化率为46.3%,低碳醇选择性为39.6%,C_(2+)醇含量为22.7%。     

碳化终温对β-Mo2C催化喹啉加氢脱氮性能影响

以MoO_3为前驱物,CH_4/H_2为碳源,采用程序升温直接还原碳化法制备不同碳化终温(640、660、680、700和720℃)的碳化钼催化剂,通过XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM、XPS和Raman表征研究碳化钼的物理性质和结构性质,并研究不同碳化终温碳化钼对喹啉加氢脱氮的催化性能。结果表明,不同碳化终温的碳化钼催化剂均为β-Mo_2C,碳化终温可显著改变碳化钼表面物种含量、平均孔径和介孔分布。碳化终温为680℃时,催化剂碳化程度较高,表面氧物种含量最低,表面C/Mo物质的量比最高,对应的催化活性也最佳,在340℃、4 MPa条件下,喹啉的转化率和脱氮率均高达99%以上,芳香族类化合物的选择性可达37.8%,显示出较低的芳环破坏性。表面组成尤其是表面氧对于β-Mo_2C上喹啉加氢脱氮反应途径的调控至关重要。     

活性炭担载的Rh-M0-K合成醇催化剂

采用XRD、EXAFS等技术研究微量贵金属Rh对活性炭担载的Rh-Mo-K合成醇催化剂结构的影响,并关联其催化性能.氧化态Rh-Mo-K/AC样品中Rh与Mo有着较强的相互作用,使得K2Mo2O7向MoO2转化.硫化还原后,Mo主要以MoS2微晶形式存在,其有序结构尺度随Rh含量的增加而减小.经Rh助剂修饰后,催化剂的合成醇催化性能有明显的提高.     

辉光放电等离子体对合成甲醇用铜基催化剂的改性作用

以辉光放电等离子体方法制备了新型高效铜基催化剂, 应用XRD、SEM、H2-TPR、BET、H2-TPD、CO-TPD技术以及对CO加氢合成甲醇反应进行研究, 分析了在氮气、氢气或先氮气后氢气等方式的不同气氛中进行等离子体处理对铜基催化剂的结构和性能的影响. 结果表明, 催化剂前体经等离子体改性处理后, 样品的比表面积增大, 活性中心数增加; 当等离子体气氛为先氮气后氢气时, 催化剂上的CO加氢活性和甲醇的时空产率显著提高.     

铁钴双金属催化剂上二氧化碳加氢合成低碳烯烃

研究了常压下铁钴双金属催化剂上二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃的反应,考察了钴含量、反应温度对二氧化碳转化率、产物选择性的影响。结果表明,钴的添加有利于铁的碳化,提高了二氧化碳转化率,降低了一氧化碳选择性,提高了甲烷选择性,适量钴的添加促进了二氧化碳向烃的转化。在铁钴摩尔比６７∶３３,反应温度３５０℃,反应空速５０００ｍｌｇ－１ｈ－１条件下,二氧化碳转化率达到２８１％,Ｃ＋２选择性达到１１６％,烯烷比５     

碳化钼催化剂加氢脱氮性能研究

MoO3在CH4/H2气氛中程序升温还原碳化反应制备了Mo2C催化剂,用XRD、BET、SEM、XPS进行了表征。以吡啶/环己烷溶液为模型化合物,在高压微反装置上评价了碳化钼催化剂的吡啶加氢脱氮性能。结果表明,MoO3在CH4/H2气氛中程序升温至675℃可制得高纯度的β-Mo2C,SEM表征其形貌为板块状颗粒,平均粒径约3.9μm,比表面积达到了10.7m2/g,高于其前驱体MoO3 的2.7倍。在反应压力3.0MPa,空速为8h－1,H2/原料液体积比为500∶1,体积分数为5%的吡啶/环己烷溶液中,碳化钼催化剂在340℃下的吡啶加氢脱氮转化率达到了86.30%,高于相应MoS2约8%。随还原碳化温度的升高,碳化钼催化剂的比表面积降低,表面积炭增多,导致其吡啶加氢脱氮活性下降。确定的碳化钼催化剂的合成条件以还原碳化温度675℃、还原碳化气体空速1.8×104h－1左右较为适宜。     

钴掺杂对碳化钼催化噻吩加氢脱硫性能的影响

以MoO3和CoMo混合氧化物为前驱体, 制备了碳化钼和碳化钼-钴催化剂, 采用XRD, BET, SEM和XPS等技术对其进行了表征, 研究了Co掺杂对碳化钼催化剂噻吩加氢脱硫性能的影响. 结果表明, 掺入适量的Co后制得的CoMo双金属混合氧化物为MoO3和CoMoO4的两相混合体, 经CH4/H2气氛程序升温还原碳化反应生成共生共存的Co-Mo2C, Co以金属细颗粒的形态均匀地分散在生成的Mo2C组分之间. 在共生过程中含Co物种的掺入可降低制备碳化钼所需要的还原碳化温度, 使制备的碳化钼颗粒变小, 比表面积增大, 表面Mo2+含量增多, 从而对碳化钼的噻吩加氢脱硫活性有较好的促进作用, Co的添加量以Co/Mo摩尔比为0.2左右较为适宜. 用化学共沉淀法制得的Co-Mo2C共生共存体系的噻吩加氢脱硫反应活性, 好于由金属Co与Mo2C机械混合法制得的Co+Mo2C二相共存体系. 这表明当两个活性相共存时, 只有经过相互共生过程才能发挥其最佳的协同效应.     

甲川三钴九羰基衍生物的质谱研究

本文报导了四个甲川三钻九羰基衍生物Co_3(CO)_9CR(R=H,Cl,CH_3和C_6H_5)的质谱研究,并根据它们的结构和在第一无场区亚稳离子的测量结果讨论它们的主要断裂特征。这些衍生物在EI条件下均可获得明显的分子离子。在连续丢失CO后形成一系列碎片离子[Co_3(CO)_(9-n)CR]~+(n=0—9);[Co_3CR]~+的二次断裂反应先是Co—Co键断裂,接着失去一个Co原子形成相应的碎片离子,这些产物离子多数以含金属碳化物离子出现;含苄川基金属碎片离子的二次断裂则以连续失去C_2H_2为特征。     

The influence of the potassium promoter on the kinetics and thermodynamics of CO adsorption on a bulk iron catalyst applied in Fischer-Tropsch synthesis: a quantitative adsorption calorimetry, temperature-programmed desorption, and surface hydrogenation study

The adsorption of carbon monoxide on an either unpromoted or potassium-promoted bulk iron catalyst was investigated at 303 K and 613 K by means of pulse chemisorption, adsorption calorimetry, temperature-programmed desorption and temperature-programmed surface reaction in hydrogen. CO was found to adsorb mainly molecularly in the absence of H(2) at 303 K, whereas the presence of H(2) induced CO dissociation at higher temperatures leading to the formation of CH(4) and H(2)O. The hydrogenation of atomic oxygen chemisorbed on metallic iron was found to occur faster than the hydrogenation of atomically adsorbed carbon. At 613 K CO adsorption occurred only dissociatively followed by recombinative CO(2) formation according to C(ads) + 2O(ads)→ CO(2(g)). The presence of the potassium promoter on the catalyst surface led to an increasing strength of the Fe-C bond both at 303 K and 613 K: the initial differential heat of molecular CO adsorption on the pure iron catalyst at 303 K amounted to 102 kJ mol(-1), whereas it increased to 110 kJ mol(-1) on the potassium-promoted sample, and the initial differential heat of dissociative CO adsorption on the unpromoted iron catalyst at 613 K amounted to 165 kJ mol(-1), which increased to 225 kJ mol(-1) in the presence of potassium. The calorimetric CO adsorption experiments also reveal a change of the energetic distribution of the CO adsorption sites present on the catalyst surface induced by the potassium promoter, which was found to block a fraction of the CO adsorption sites.     

Characterization and catalytic performance of CeO2-Co/SiO2 catalyst for Fischer-Tropsch synthesis using nitrogen-diluted synthesis gas over a laboratory scale fixed-bed reactor

The surface species of CO hydrogenation on CeO2-Co/SiO2 catalyst were investigated using the techniques of temperature programmed reaction and transient response method. The results indicated that the formation of H2O and CO2 was the competitive reaction for the surface oxygen species, CH4 was produced via the hydrogenation of carbon species step by step, and C2 products were formed by the polymerization of surface-active carbon species （-CH2-）. Hydrogen assisted the dissociation of CO. The hydrogenation of surface carbon species was the rate-limiting step in the hydrogenation of CO over CeO2-Co/SiO2 catalyst. The investigation of total pressure, gas hourly space velocity （GHSV）, and product distribution using nitrogen-rich synthesis gas as feedstock over a laboratory scale fixed-bed reactor indicated that total pressure and GHSV had a significant effect on the catalytic performance of CeO2-Co/SiO2 catalyst. The removal of heat and control of the reaction temperature were extremely critical steps, which required lower GHSV and appropriate CO conversion to avoid the deactivation of the catalyst. The feedstock of nitrogen-rich synthesis gas was favorable to increase the conversion of CO, but there was a shift of product distribution toward the light hydrocarbon. The nitrogen-rich synthesis gas was feasible for F-T synthesis for the utilization of remote natural gas.     

In-Situ-Formed Potassium-Modified Nickel-Zinc Carbide Boosts Production of Higher Alcohols beyond CH4 in CO2 Hydrogenation

Ni-based catalysts have been widely studied in the hydrogenation of CO₂ to CH₄, but selective and efficient synthesis of higher alcohols (C₂₊OH) from CO₂ hydrogenation over Ni-based catalyst is still challenging due to successive hydrogenation of C1 intermediates leading to methanation. Herein, we report an unprecedented synthesis of C₂₊OH from CO₂ hydrogenation over K-modified Ni−Zn bimetal catalyst with promising activity and selectivity. Systematic experiments (including XRD, in situ spectroscopic characterization) and computational studies reveal the in situ generation of an active K-modified Ni−Zn carbide (K-Ni₃Zn₁C_0.7) by carburization of Zn-incorporated Ni⁰, which can significantly enhance CO₂ adsorption and the surface coverage of alkyl intermediates, and boost the C−C coupling to C₂₊OH rather than conventional CH₄. This work opens a new catalytic avenue toward CO₂ hydrogenation to C₂₊OH, and also provides an insightful example for the rational design of selective and efficient Ni-based catalysts for CO₂ hydrogenation to multiple carbon products.