SBA-15的疏水改性及其对钴基催化剂费-托合成催化性能的影响

利用甲硅烷基化作用制得了不同疏水基团(甲基、二甲基和三甲基)改性SBA-15载体,采用等体积浸渍法制备了质量分数为5%的一系列负载型钴催化剂。结合BET、FT-IR、29Si CP MAS NMR、XRD和H2-TPR等表征手段,考察了SBA-15疏水改性对钴基催化剂物相结构、还原行为以及费-托合成催化性能的影响。催化剂在固定床反应器中在p=2.0 MPa,t=200~250℃,H2和CO体积比为2和GHSV=1 000 h-1的条件下进行评价。结果表明,相对于未改性SBA-15负载钴催化剂,疏水基团改性SBA-15负载钴催化剂的还原度增加,CO转化率提高;Co3O4晶粒粒径增大,难还原钴物种减少,CH4选择性降低,C5+烃选择性增加。     

SBA-15的硅烷化对钴基催化剂费-托合成性能的影响

以未硅烷化和硅烷化的SBA-15为载体,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,通过元素分析、N_2吸附-脱附、X射线衍射、H_2程序升温还原、H_2程序升温脱附以及氧滴定等手段对催化剂进行了表征.催化剂的费-托合成活性测试在固定床反应器上进行.研究表明,对于SBA-15硅烷化后制备的催化剂,金属钴与载体之间的相互作用降低,氧化钴的还原度增加.随着三甲基氯硅烷用量的增加,三甲基硅基的表面覆盖度增加,钴的晶粒直径增大.硅烷化后的催化剂的高活性归因于高的还原度.而C_(5+)选择性的增加则归因于钴晶粒直径的增大.     

孔径对锆同构替代的Co/SBA-15催化剂费-托合成催化性能的影响

采用同构替代方法将锆掺杂进入SBA-15中孔分子筛的骨架中,通过控制合成条件合成出了锆硅摩尔比为1/20的具有四种不同孔径(5.7,7.8,11.6,17.6nm)的Zr-SBA-15中孔有序锆同构替代改性分子筛,并在该改性分子筛上负载质量分数为10%的钴制备出用于费-托合成的钴基催化剂.采用氮气吸附-脱附、XRD、H2-TPR、H2-TPD及氧滴定实验、TEM、29Si固体核磁共振光谱(29SiNMR)、XPS等手段对催化剂进行了表征,系统地研究了同构替代锆掺杂SBA-15分子筛孔径大小对钴基催化剂费-托合成催化活性和产物选择性的影响.同时也采用了原位X射线衍射技术考察了载体孔径对催化剂的还原性能的影响,并结合催化剂的X光电子能谱表征结果进一步讨论了孔径对钴-载体相互作用的影响,为孔径对催化剂的活性以及产物选择性的影响作出了合理的解释.研究结果表明:随着孔径增加,SBA-15中孔分子筛的二维六方有序结构逐渐破坏,催化剂的比表面积下降,钴-载体相互作用降低,钴的晶粒直径增大,催化剂的还原性增加,C5+选择性增加,CO转化率先升高后降低,孔径为7.8nm的催化剂具有更好的费-托合成催化活性,这是催化剂比表面积和...     

锆改性钴基费-托合成催化剂催化性能的研究

 考察了助剂锆和金属钴负载量对锆改性Co／Al2O3催化剂催化性能的影响．结果表明，锆助剂能够高度分散在氧化铝载体上，而活性组分钴以一定尺寸存在；锆的添加能够明显地提高Co／Al2O3催化剂的催化活性和C5＋烃选择性，但助剂锆含量对催化剂催化性能的影响不大；在锆存在下，催化剂的催化活性随金属钴含量先升高后降低．进一步的研究表明，催化剂上烃形成速率的提高可能是由于锆助剂能够增加催化剂的活性位数目，增强桥式CO吸附的强度，在Co－ZrO2间形成界面．     

还原温度对双介孔钴基催化剂费-托合成性能的影响

通过等体积浸渍法制备了双介孔钴基催化剂,采用XRD、BET、SEM、H2-TPR等手段考察了催化剂的性质,并研究了还原温度对催化剂结构及费托合成催化性能的影响。结果表明,随着还原温度的提高,催化剂活性位增加,活性增加,但增加到一定程度后活性降低,而甲烷选择性随着还原温度的提高逐渐增加,这是反应过程中催化剂表面存在的钴氧化物,使得水煤气反应变得活跃,烃产物移向低碳烃。     

钴锰比对CoMnNa催化剂费-托合成催化性能的影响

利用热分解法制备了一系列钴锰比例不同、粒径均一的CoMn纳米晶,基于此结构明确的催化材料,考察了钴锰比例对催化剂的费-托合成活性与产物选择性的影响.研究结果表明,随着Mn含量的增加,催化剂还原性降低,随着钴锰比例由1∶1增加到5∶1,费-托合成产物的α值(链增长概率)由0.39增加到了0.59.低碳烯烃选择性由66.5...     

硅球负载高分散钴基催化剂的制备及其费-托合成催化性能研究

利用等体积浸渍法将钴前驱体浸渍在结构规整的硅球(SP)载体上,在不同强度的等离子体场中分解钴盐,制备出一系列高分散Co/SP催化剂。采用X射线粉末衍射、氮气物理吸附-脱附、扫描透射电子显微镜和傅里叶红外变换光谱等表征手段对催化剂结构进行表征,并在固定反应器上进行费-托合成催化性能测试,探讨等离子体处理强度对费-托合成催化剂的分散度、还原度、相互作用的影响规律。结果表明,等离子体处理催化剂在费-托合成反应中表现出比焙烧样品更优越的催化性能,其中,Co/SP-P650W由于具有较适宜的分散度和相对较高的还原性,呈现出最高的费-托合成反应活性。     

还原温度对双介孔钴基催化剂费-托合成性能的影响

通过等体积浸渍法制备了双介孔钴基催化剂,采用XRD、BET、SEM、H₂-TPR等手段考察了催化剂的性质,并研究了还原温度对催化剂结构及费托合成催化性能的影响。结果表明,随着还原温度的提高,催化剂活性位增加,活性增加,但增加到一定程度后活性降低,而甲烷选择性随着还原温度的提高逐渐增加,这是反应过程中催化剂表面存在的钴氧化物,使得水煤气反应变得活跃,烃产物移向低碳烃。     

多级孔ZSM-5负载的钴催化剂的费-托合成催化性能

采用水蒸气辅助转晶(SAC)法合成了粒径均一(180 nm)的纳米ZSM-5颗粒,颗粒间堆积形成大量的开放介孔,与ZSM-5的微孔共同形成多级孔结构。以该材料为载体采用满孔浸渍法制备了负载量为15%(质量分数)的钴催化剂。采用XRD、SEM、TEM、N_2物理吸附-脱附等表征技术对多级孔ZSM-5载体及其负载催化剂的形貌和结构进行了表征,并对催化剂的费-托合成催化性能进行了测试。结果表明,相比于大颗粒的ZSM-5和商业ZSM-5,多级孔ZSM-5负载的钴催化剂的费-托合成活性最高,CH_4选择性最低,C_(5-20)产物的选择性高达68.9%,这归因于多级孔ZSM-5的介孔孔道有效地促进反应过程中产物的传质扩散以及ZSM-5微孔骨架上的酸中心促进了长链烃产物的二次加氢裂解。     

中孔分子筛负载钴催化剂制备及其在费-托合成中的催化性能

 以HMS,MCM－41,AlHMS和ZrO2／HMS等中孔分子筛为载体,采用孔体积浸渍法制备了系列负载型钴催化剂．XRD测定结果表明,Co氧化物完全分散于分子筛内表面,载体仍保持中孔分子筛的特征;低温N2吸附测定结果表明,表面负载金属钴后,分子筛的比表面积和孔体积下降,孔径减小,孔壁增厚．比较了不同中孔分子筛负载Co催化剂在F－T反应中的催化性能,以短程六角对称的HMS为载体,有利于F－T反应中的链增长,烃类产物主要为微晶蜡;以ZrO2／HMS为载体可抑制CH4的生成,提高C5＋的选择性．     

Silylated Co/SBA-15 catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

A series of silylated Co/SBA-15 catalysts were prepared via the reaction of surface Si-OH of SBA-15 with hexamethyldisilazane (HMDS) under anhydrous, vapor-phase conditions, and then characterized by FT-IR, N₂ physisorption, TG, XRD, and TPR-MS. The results showed that organic modification led to a silylated SBA-15 surface composed of stable hydrophobic Si-(CH₃)₃ species even after calcinations and H₂ reduction at 673 K. Furthermore, the hydrophobic surface strongly influenced both metal dispersion and reducibility. Compared with non-silylated Co/SBA, Co/S-SBA (impregnation after silylation) showed a high activity, due to the better cobalt reducibility on the hydrophobic support. However, S-Co/SBA (silylation after impregnation) had the lowest FT activity among all the catalysts, due to the lower cobalt reducibility along with the steric hindrance of grafted -Si(CH₃)₃ for the re-adsorption of α-olefins.     

还原气氛对CoFe/SBA-15催化剂F-T反应性能的影响

考察了不同还原气氛处理CoFe/SBA-15催化剂对F-T反应性能的影响。结果表明,H2气氛下有利于六方钴的生成;催化剂的活性取决于钴含量,随着钴含量的增加,F-T反应中CO转化率增加,C5+选择性增加。随着铁含量的增加,催化剂表现了较高的CO2选择性。CO还原有利于立方钴的生成,导致催化活性相比H2还原的催化剂活性要低。同时CO还原容易产生积炭使催化剂的钴活性位被覆盖,导致甲烷选择性随着钴含量增加而升高。但碳化铁的生成有利于提高20Fe/SBA-15催化剂的活性,有利于低碳烃生成及C2~4烃烯烷比增加。     

Effect of preparation method on halloysite supported cobalt catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

Novel cobalt Fischer-Tropsch synthesis(FTS) catalysts were prepared from natural halloysite nanotubes(HNT) by double-solvent and wetimpregnation methods,and characterized by TEM,XRD,TPR and N2 adsorption-desorption.Comparing with the catalyst prepared by wetimpregnation method,the catalyst prepared by double-solvent method reduces Co3O4 particle migration and agglomeration due to size-induced effect,thus showing higher catalytic activity for Fischer-Tropsch synthesis.     

Fischer-Tropsch synthesis over cobalt catalysts supported on modified SiO2 with mesoporous silica

SiO₂ was modified by hexagonal mesoporous silica to form a mixture with meso-/macroporous sizes and used as support of Co catalysts for Fischer-Tropsch synthesis in a slurry phase. A synergistic effect on the activity of Co catalyst was found. The catalytic properties are related to the state of surface Co and the character of support.     

以钴羰基簇合物为前驱体制备的钴基催化剂上F-T反应性能简

以含羧酸配体的钴羰基簇合物Co₂（CO）₆HCCCOOH,Co₃（CO）₉CCH₂COOH,Co₄（CO）₁₀HCCCOOH 为前驱体,γ-Al₂O₃为载体,通过浸渍法制备了一系列催化剂;同时以Co（NO₃）₂作为前驱体制备了参比催化剂. 对制备的催化剂进行了费托反应性能评价,并用透射电子显微镜、氨程序升温脱附和傅里叶变换红外光谱等手段对催化剂进行了表征. 结果发现,不同前驱体制备的催化剂对载体上Co的分布具有明显影响,进而影响催化剂活性. 反应结果表明,不同前驱体制备的催化剂上CO转化率及C₅₊选择性顺序为Co₃（CO）₉CCH₂COOH > Co₂（CO）₆HCCCOOH > Co₄（CO）₁₀HCCCOOH > Co（NO₃）₂.     

Effect of catalyst confinement and pore size on Fischer-Tropsch synthesis over cobalt supported on carbon nanotubes

This paper studies the impact of structure of cobalt catalysts supported on carbon nanotubes(CNT) on the activity and product selectivity of Fischer-Tropsch synthesis(FTS) reaction.Three types of CNT with average pore sizes of 5,11,and 17 nm were used as the supports.The catalysts were prepared by selectively impregnating cobalt nanoparticles either inside or outside CNT.The TPR results indicated that the catalyst with Co particles inside CNT was easier to be reduced than those outside CNT,and the reducibility of cobalt oxide particles inside the CNT decreased with the cobalt oxide particle size increasing.The activity of the catalyst with Co inside CNT was higher than that of catalysts with Co particles outside CNT.Smaller CNT pore size also appears to enhance the catalyst reduction and FTS activity due to the little interaction between cobalt oxide with carbon and the enhanced electron shift on the non-planar carbon tube surface.     

钴纳米粒子催化水相费托合成

水相费托合成可以在远低于传统温度下实现,其低温高效的特点使其具有重要的应用潜力. 本文制备了水相稳定且可循环利用的Co纳米粒子并应用于水相费托反应,150℃下活性为7.4×10^-7mol_CO g_Co^-1 s^-1,C₅₊选择性接近40%,是目前纯钴水相费托合成的最好结果,而其它方法合成的催化剂在150℃时活性低下. 对催化剂进行了粒径、结构、成分测定和原位红外光谱检测,研究了催化剂在反应中的重构过程和B掺杂效应.     

Cobalt catalysts supported on silica nanotubes for Fischer-Tropsch synthesis

Silica nanotubes(SNT) have been synthesized using carbon nanotubes(CNT) as a template.Silica-coated carbon nanotubes(SNT-CNT) and SNT were loaded with a cobalt catalyst for use in Fischer-Tropsch synthesis(FTS).The catalysts were prepared by incipient wetness impregnation and characterized by N2 physisorption,X-ray diffraction(XRD),hydrogen temperature programmed reduction(H2-TPR) and transmission electron microscopy(TEM).FTS performance was evaluated in a fixed-bed reactor at 493 K and 1.0 MPa.Co/CNT and Co/SNT catalysts showed higher activity than Co/SNT-CNT in FTS because of the smaller cobalt particle size,higher dispersion and stronger reducibility.The results also showed that structure of the support affects the product selectivity in FTS.The synergistic effects of cobalt particle size,catalytic activity and diffusion limitations as a consequence of its small average pore size lead to medium selectivity to C5+ hydrocarbons and CH4 over Co/SNT-CNT.On the other hand,the Co/CNT showed higher CH4 selectivity and lower C5+ selectivity than Co/SNT,due to its smaller average pore size and cobalt particle size.