纳米-微米铁修饰的维氏体氨合成催化剂

我们以商业预还原的维氏体(Fe1-xO)氨合成催化剂为载体,采用Fe(NO)3 ·9H2O和H2C2O4·2H2O进行原位室温固相反应制备纳米铁或微米铁修饰的铁基氨合成催化剂,并通过XRD、SEM、TG-DTG、H2-TPR等进行了表征.结果表明:Fe(NO)3·9H2O和H2C2O4·2H2O室温固相反应完全生成产物Fe2(C2O4)3·5H2O,且产物分散于载体维氏体催化剂表面.通过纳米铁-微米铁的修饰,催化剂的氨合成活性有很大提高且稳定性好.催化剂活性随着Fe负载量的增加先增加后降低,负载量5％时催化活性最好,反应器出口氨浓由450℃(12.4％)、425℃(11.0％)、400℃(9.4％)分别提升至450℃(15.6％)、425℃(14.8％)、400℃(13％).通过一步简单的修饰,维氏体催化剂的氨合成活性提高约25％ ～38％.由于焙烧和还原,生成的Fe1xO或铁粒子与铁催化剂表面发生强相互作用,因此,反应过程中纳米铁或微米铁粒子能稳定存在,催化剂有较高的稳定性.     

氨合成催化剂100年:实践、启迪和挑战

Haber-Bosch发明的氨合成催化剂创立已经100周年. 介绍了氨合成催化剂在理论和实践方面的发展、成就及其启迪,展望了氨合成催化剂的未来和面临的新挑战. 催化合成氨技术在20世纪化学工业的发展中起着核心的作用. 一个世纪以来,氨合成催化剂经历了Fe3O4基熔铁催化剂、Fe1-xO基熔铁催化剂、Ru基催化剂等发展阶段,以及钴钼双金属氮化物催化剂的发现. 实践表明,氨合成催化剂是多相催化领域中许多基础研究的起点和试金石,没有别的反应象氨合成反应一样,能够把理论、模型催化剂和实验连接起来. 催化合成氨反应仍然是多相催化理论研究的一个理想的模型体系. 理解该反应机理并转换成完美技术成为催化研究领域发展的基本标准. 这个永不结束的故事仍然没有结束. 除了关于反应的基本步骤、真实结构、亚氮化物这些问题之外,催化合成氨在理论上一个新的挑战是关于在室温和常压下氨合成的预测,包括电催化合成氨、光催化合成氨和化学模拟生物固氮以及包括氮分子在内的催化化学研究中几种最稳定的小分子的活化方法等.     

Effects of Zn promoter on the structure and Fischer-Tropsch performance of iron catalyst

采用低温N2吸附、XRD、MES、CO-TPR和H2-DTG研究了Zn(100 gFe/x gZn,x=7～100)助剂对Fischer-Tropsch(F-T)合成Fe基催化剂的织构性质、还原行为以及相变结构的影响；在H2/CO=2.0、260℃、1.5 MPa和4000 mL/(g·h)条件下在固定床反应器上考察了Zn助剂含量对Fe基催化剂F-T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响.研究结果表明,随着Zn含量的增加,氧化态催化剂的物相由α-Fe2O3和ZnFe2O4逐渐向ZnFe2O4和ZnO转变,ZnFe2O4在催化剂中优先生成,只有在超出其计量比1∶2之后才有ZnO出现.由于ZnFe2O4较为稳定,能够促进催化剂中Fe物相的分散,导致比表面积增加.在还原和反应态催化剂中,ZnFe2O4一方面抑制催化剂的过度还原和碳化；另一方面表现为稳定活性相铁碳化物.催化剂的F-T反应性能评价结果表明,纯铁催化剂由于铁碳化物氧化而迅速失活,而Zn助剂催化剂却由于ZnFe2O4的稳定作用,活性较为稳定.同时,由于催化剂在反应初相变的影响,导致Zn助剂催化剂的初始烯烃选择性随着Zn含量的增加而增加,在相态稳定之后选择性趋于一致.     

一种改进的脱水方式对费托合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响

研究了一种改进的脱水方式对费托(F-T)合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响.在n(H2)/n(CO)=0.67,WHSV=1000 h-1,p=1.5 MPa和t=250 ℃的条件下对催化剂进行了浆态床F-T合成反应性能评价实验,并采用低温N2物理吸附、X射线衍射、原子发射光谱、X射线光电子能谱、氨程序升温脱附、穆斯堡尔谱和高分辨透射电镜等技术对催化剂进行了表征.结果表明,水处理和二次干燥得到的催化剂比表面积增加,颗粒减小,铁氧化物的分散程度增大,其表面的SiO2/Fe比例明显减小;该催化剂F-T合成反应活性有所增加;表面酸性有所增强,导致烃产物选择性向低碳数方向偏移.     

La2O3对费-托合成沉淀铁催化剂的影响

制备了一系列不同La2O3含量(100Fe/2.8Si/nLa,n=0,0.5,1,2,4,原子比)的沉淀铁费-托合成催化剂,通过原位X射线衍射、一氧化碳程序升温还原和N2吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征.催化剂费-托反应评价在固定床反应器中进行.结果表明,少量La2O3助剂(La/Fe≤0.01,原子比)的加入显著降低了Fe2O3颗粒大小,增加了催化剂的比表面积和分散度,有利于碳化铁的形成,从而导致费-托合成催化活性的提高.随着La2O3含量的进一步增加(La/Fe≥0.02),催化剂表面大量La2O3的覆盖和LaFeO3化合物的形成降低了铁碳化物的形成,反应活性反而降低.因此,最适宜的La2O3含量为La/Fe=0.01.La2O3的加入提高了甲烷的选择性,抑制了C5+碳氢化合物的形成.     

沉淀铁催化剂在F-T合成反应过程中的物相变化

 采用元素分析、X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段研究了喷雾干燥沉淀Fe-Cu-K/SiO2催化剂在F-T合成反应过程中的物相变化. 结果表明,新鲜催化剂样品主要由α-Fe2O3组成,且81.1%的α-Fe2O3粒径小于13.5 nm. 随着反应时间的延长,催化剂表面碳沉积物的含量逐渐增多,不饱和度逐渐增大; χ-Fe5C2的含量逐渐增多,Fe3O4的含量逐渐减少并趋于稳定. 超顺磁Fe3+的含量呈先增加后减少的变化趋势. 由于碳沉积物是由CO生成的,而χ-Fe5C2是由α-Fe2O3经Fe3O4生成的,故催化剂表面碳沉积物的生成先于χ-Fe5C2的生成.     

Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch催化剂的设计、合成及表征

利用强静电吸附(SEA)理论,根据Fe2O3与SiO2表面不同的零电荷点(PZC),将铂盐溶液pH值调控后浸渍在Fe2O3/SiO2的载体上,制备出Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch(F-T)催化剂,通过N2吸脱附技术、X射线衍射(XRD)、扫描投射电镜(STEM)和X射线能量散射谱(EDS)对催化剂的结构、形貌及组成进行表征.结果表明浸渍过程中PtCl62-离子定向选择性地吸附在Fe2O3表面,而非SiO2表面.与传统浸渍(IW)法制备的催化剂比较,Pt与Fe紧密结合在一起,还原后形成高度分散均一的纳米颗粒,粒径尺寸在2 nm左右.以F-T合成反应作为模型反应对催化活性进行表征,强静电吸附法合成的催化剂表现出优异的催化性能,反应进行150 h后CO转化率仍保持在51%以上.     

新型稀土铁系固体超强酸的制备和三醋酸甘油酯的催化合成

用稀土元素La^3 对铁系固体超强酸Fe2O3／S2O8^2-进行改性，制备出新型稀土铁系固体超强酸催化剂Fe2O3／S2O8^2-/La^3 ，并将其用于催化合成三醋酸甘油酯。酯化反应的最佳条件为：甘油100mmol，n(酸)：n(醇)=6：1，催化剂用量为原料总质量的3．3％，反应时间3h，带水剂苯7mL，酯化率达93％以上。     

羰基铁催化乙炔羰化合成丙烯酸甲酯的研究

通过对羰基金属催化乙炔羰基化反应的研究,发现羰基铁具有合成丙烯酸甲酯的催化活性.并分别考察了五羰基铁的用量、CO与C2H2的摩尔比、温度、初始压力等因素对反应的影响,进而,对Fe(CO)5催化反应的活性物种进行了推测.结果表明,以甲醇为溶剂,在140℃,CO压力为4.2 MPa、n(Fe(CO)5)/n(C2H2)=0.26条件下,单一的Fe(CO)5能够催化乙炔羰化,丙烯酸甲酯的选择性可达97%.其中,n(CO)/n(C2H2)值越高,产物丙烯酸甲酯的选择性越高.     

CO_2加氢活性与担载铁催化剂表面Fe-O键强度的关系

采用浸渍 -还原法 ,制备了 Al2 O3、 Ti O2 、 Zr O2 担载铁催化剂 ,并在温度 6 2 3K、压力 1.5 MPa、空速80 0～ 10 0 0 h- 1、原料气组成 CO2 /H2 为 1∶ 2等实验条件下 ,考察了不同还原温度的催化剂在 CO2 加氢制低碳(C2 ～ C5 )烃中的反应活性 .结果表明 ,以 CO2 转化率计 ,各催化剂均存在最佳还原温度 (Fe/Al2 O3:873K;Fe/Ti O2 :773K;Fe/Zr O2 :72 3K) .将此温度与催化剂表面 Fe- O键强度相关联 ,发现在相同条件下 ,与载体 M-O键长有关的 Fe- O键越强 ,催化剂越容易被还原 ,最佳还原温度越低 ,反应活性越好 .     

三种铁制剂治疗缺铁性贫血的疗效比较

在妇女、孕妇中,有些由于失血而失铁或孕期中对铁的需要量较大,易造成缺铁性贫血。如果合理利用铁制剂进行治疗,均能收到满意的疗效。本文用强力铁,肝铁片、硫酸亚铁三种铁制剂进行疗效比较。     

除锈剂对莲藕铁膜的去除效果研究

分别以采摘后的莲藕和水泥微池中种植的莲藕为材料,比较不同除锈剂对根状茎铁膜的去除效果,以期为莲藕根状茎铁膜的田间防除提供依据。在莲藕采后除铁膜实验中,抗坏血酸在较短时间内将莲藕根状茎上的铁膜完全去除干净,除锈效果好,其次是草酸和柠檬酸。抗坏血酸和柠檬酸混合除锈可提高除锈效率,0.000 87 mol/L柠檬酸和0.012 5 mol/L抗坏血酸共混合处理3 h、0.000 43 mol/L柠檬酸和0.012 5 mol/L抗坏血酸混合处理3 h,可提高除锈效率,减少除锈剂使用。可见将抗坏血酸和柠檬酸按一定比例混合施用对铁膜的去除效果更好,其成本较单独使用抗坏血酸或柠檬酸低。     

The effect of the starting material on the thermal decomposition of iron oxyhydroxides

The effect of the iron precursor on the thermal decomposition of iron oxyhydroxides was studied by DSC, DTA and TG in this work. Samples were prepared from iron nitrate, iron sulfate and iron chloride and the thermal curves obtained were analyzed by specific area measurements, X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. It was found that the iron oxyhydroxide precursors affect the temperatures of the hematite formation as well as the textural properties of the final hematite producing particles with different diameters as following: iron sulfate (3.3 nm)相似文献   

食物中可溶性铁和可吸收铁的测定

为了评价食物中可被吸收利用的铁的量，采用体外法模拟人体胃肠道的消化吸收，考查了八种不同食物的可溶性铁、可吸收铁和铁的可利用率、铁的可吸收率，它们分别在０．００６×１０－３～０．１７６×１０－３、０．２４×１０－６～３．０９×１０－６、４．０８％～３８．４６％和０．１１％～１．６６％之间。发现摄食相同重量的黑木耳、紫菜或空心菜，可以获得比猪肝或菠菜更多的可吸收铁；就可吸收率而言，蔬菜类食物高于豆制品类食物，富含动物蛋白的食物高于它含植物蛋白的食物。     

硫铁矿烧渣制备氧化铁黄和氧化铁红

对利用硫铁矿烧渣制备氧化铁黄和氧化铁红进行了研究。考察了影响硫铁矿烧渣还原、酸溶、中和、氧化等过程的各种因素。结果表明,在适宜的条件下,利用烧渣可以制备出用做颜料的氧化铁黄和氧化铁红。     

重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的方法改进

选用三氯化钛-重铬酸钾-中性红指示剂容量法,通过对方法的改进,对温度、溶样酸、酸介质、指示剂及共存离子消除的不同条件实验的对比研究,优化了无汞测定全铁的分析方法,实验表明,方法的相对标准偏差(RSD)为0.16%,对国家标准物质测定结果与推荐值基本一致,参加中实国金比对Z比分数小于2,测定结果满意。     

二核Fe/S化合物(Et4N)2[Fe2S2Br4]的合成与结构

标题化合物(Et_4N)_2[Fe_2S_2Br_4](1)在VS_4~(3-)/FeBr_2/imnt~(2-)/Et_4NCI的反应体系中获得,它属于单斜晶系,空间群P2_1/n,主要晶胞参数为:α=0.91193(2)nm,b=1.03874(3)nm,c=1.54360(1)nm,β=105.090(1)°,V=1.41177(5)nm~3,Z=2, ρ=1.778g/cm~3,μ=6.841cm~(-1),F(000)=748,结构精修结果为:R_1=0.0287,wR_2=0.0640.簇阴离子[Fe_2S_2Br_4]~(2-)含有一个菱形Fe_2S_2单元,铁的配位几何构型明显偏离了理想的T_d对称性,导致整个阴离子的对称性降低为D_(2h).同时观察到它的Fe-Br键呈现反常加长倾向.     

甲烷在金属铁及氧化铁表面还原NO的研究

在程序控温电加热水平陶瓷管反应器、N₂气氛和模拟烟气气氛及300~1 100℃时,对甲烷在金属铁及其氧化铁表面还原NO的特性进行了实验研究。为使甲烷在脱硝反应后完全燃尽以及脱硝反应过程生成的CO等中间产物完全燃尽,在第一段加热炉后串联了第二段加热炉,补充氧气,实现燃尽。结果表明,甲烷在金属铁及氧化铁表面能够高效地还原NO。在N₂气氛中,在900℃以上温度范围内甲烷在金属铁表面的脱硝效率超过95%,与甲烷在氧化铁表面的脱硝效率差别很小。在模拟烟气条件下,当过量空气系数小于1.0时,在900℃以上时,甲烷在金属铁和氧化铁表面的脱硝效率都能超过90%,且未燃尽和燃尽两种条件下NO的还原率相差不大。NO同时通过金属铁的直接还原和甲烷的再燃还原两种反应机理脱除。而甲烷则通过还原氧化铁为金属铁,从而使金属铁直接还原NO可持续进行。同时,甲烷再燃反应的中间产物HCN/NH₃等被氧化铁还原,从而使燃尽后的脱硝效率不下降。研究结果表明,甲烷和金属铁或氧化铁在富燃料条件下可有效地还原NO。     

新型Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)-SO_4~(2-)水滑石的制备及结构研究

采用共沉淀法进行了Fe?Fe?-SO42-型水滑石(FeFe-LDH)的制备研究,并利用X射线衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱和热分析等手段对其晶体结构和稳定性进行了分析。研究结果表明:当反应投料物质的量之比Fe2+/Fe3+介于2～5之间,共沉淀pH值控制在6.5～7.5之间,反应温度为40℃,反应时间为2h时,可得到晶体结构规整的层状结构产物,所得产物的层板组成并不随投料比的改变而改变,基本保持恒定;且在FeFe-LDH层间形成了SO42-离子与H2O分子的双层排列方式,从而使层间距增大。