浸渍溶液pH值对Co/TiO2催化剂F-T反应性能的影响

Fischer—Tropsch合成（简称F—T合成）是煤和天然气转化制取液体燃料的重要途径，催化剂的研制与开发是该过程实现工业化的关键步骤。钻基催化剂以其较高的加氢反应活性、较高的长链烃选择性和较低的水煤气变换活性而成为F—T合成中最有前途的催化体系之一。钴基催化剂的制备通常采用浸渍法。除了能够提高催化剂的比表面积和分散度，载体可以与金属发生相互作用而改变活性金属组分的结构组成、电子状态等，从而影响催化剂的催化反应性能。TiO2作为F—T合成的载体近年来受到普遍的关注。文献[7，8]是针对TiO2载体的低表面有针对性地添加无机氧化物黏接剂，提高金属钴的负载量，从而改进催化剂的反应性能；或者是添加助剂及第二金属组分以提高催化剂分散与还原性能。本文通过调节浸渍液pH值控制钻钛的相互作用并与催化剂反应性能关联，以期为催化剂制备条件的选择提供参考。     

SBA-15的硅烷化对钴基催化剂费-托合成性能的影响(英文)

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.     

SMAI法制备的Co/SiO2催化剂及La3+促进Co/SiO2催化剂的比较

实验证明,钴基催化剂是非常有效的F-T合成催化剂. 由于钴基催化剂对形成长链烷烃具有高活性和高选择性,故它尤其适用于天然气间接转换为液态燃料和蜡的过程[1～5]. F-T合成用钴基催化剂由四个主要成分组成: 主金属(Co)、第二过渡金属、氧化物助剂(碱金属、稀土金属或过渡金属氧化物)及大比表面积氧化物载体(氧化硅或氧化铝)[5]. La对钴基催化剂的促进效果因其被加入到催化剂前体中的方式和顺序以及载体的性质和金属钴的状态等参数的变化而有所不同. 为了评价La对Co/SiO2催化CO加氢作用的促进效果,本文对溶剂化金属原子浸渍法(SMAI)制备的Co/SiO2和Co/La-SiO2进行了对比研究. 在保持某些参数(如载体的性质和金属钴的价态等)不变的情况下,评价了La的助催化效果,取得了一些有益的结果.     

水对SBA-15负载的钴基费-托合成催化剂催化性能的影响

以SBA-15分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了负载量为20%的钴基催化剂,采用TEM、XRD、H2-TPR和N2物理吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征,并在浆态床反应器中考察了水的加入对费-托合成反应性能的影响.结果表明,金属钴物种进入到SBA-15载体的孔道中;产物在孔道中的滞留以及水促进的金属钴物种的团聚,引起了催化剂活性的降低;水的加入有利于反应物和产物在孔道中的传输,增加CO的转化率;在SBA-15负载的钴基催化剂中,产物在孔道中的滞留对催化剂活性影响较大,引起的扩散限制是催化剂活性降低的重要原因.     

高比表面积介孔TiO_2的制备及负载钴基催化剂费-托合成反应性能研究

以钛酸四丁酯和异丙醇钛为钛源,CTAB和Brij56为表面活性剂,采用水热合成法制备出2种高比表面积介孔二氧化钛载体TiO_2-B和TiO_2-C.以商业P25(TiO_2-P)为参比载体,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,利用氮气物理吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、原位X射线粉末衍射(in-situ XRD)和H_2-程序升温还原(H_2-TPR)等表征手段研究了TiO_2载体结构对钴基催化剂结构和费-托合成反应性能的影响.结果表明:合成的TiO_2-B和TiO_2-C载体具有高的比表面积和丰富的介孔结构,负载的钴基催化剂上钴物种均以Co_3O_4形式存在并高度分散在载体上;与TiO_2-P相比,TiO_2-B负载的催化剂具有更高的催化反应活性和C_(5+)选择性,以及低的CH_4选择性.     

葡萄糖和Pd对钴基费托合成催化剂结构和性能的影响

采用等体积浸渍法制备SiO_2负载的钴基催化剂,利用N_2低温吸附、XRD、SEM和H_2-TPR等方法表征了在浸渍操作中添加葡萄糖和助剂Pd对催化剂结构和性质的影响,并在固定床反应器中评价了催化剂的费托合成反应性能。葡萄糖和Pd能够改变Co_3O_4晶粒形状,添加葡萄糖提高了Co_3O_4的分散程度,助剂Pd促进了Co_3O_4还原。两者的联合使用则同时提高了钴物种分散度和还原度,从而改善了催化剂的费托合成反应活性和C_(5+)烃选择性。     

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。     

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。     

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。     

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...     

Fischer–Tropsch synthesis using zeolitic imidazolate framework (ZIF-7 and ZIF-8)-supported cobalt catalysts

The Fischer–Tropsch synthesis using cobalt catalysts supported on zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs), ZIF-7 and ZIF-8, has been investigated. ZIF-7, ZIF-8 and corresponding cobalt-containing catalysts, after preparation, were characterized using various techniques. Thermogravimetric analysis results show that ZIF-7 and ZIF-8 supports have good thermal stability for the Fischer–Tropsch synthesis reaction, and weaker interaction between cobalt and zinc in the ZIF-7 and ZIF-8 supports results in more cobalt reduction. The catalytic performance was evaluated in Fischer–Tropsch synthesis and compared with that of a cobalt catalyst supported on SBA-15 promoted with zinc. The pore structure of the ZIF supports plays an essential role in product selectivity for the prepared catalysts. The carbon number in hydrocarbon products and olefin selectivity depend on cobalt dispersion and support structure owing to the impacts of site density and carrier skeleton on the speed of diffusion-enhanced olefin re-adsorption reactions.     

Promotion of lanthanum-supported cobalt-based catalysts for the Fischer–Tropsch reaction

This paper focuses on the effect of the La/Co ratio on the structure of alumina cobalt supported catalysts for Fischer–Tropsch synthesis. Catalysts are prepared by wetness impregnation of alumina followed by calcination in air. The catalysts contain 10 wt% of cobalt and between 0 and 20 wt% of La (0, 5, 10, 15, 20). The catalysts were activated by reduction in hydrogen at 673 K and the catalytic performance was evaluated in a fixed bed reactor at 20 bar and 493 K. A wide range of techniques (BET, XRD, TPR, and XPS) were used for catalyst characterization at each preparation step and showed strong impact of the La/Co ratio on the structure, reducibility of supported cobalt phases. It was shown that 10 wt% of lanthanum allows reducing cobalt aluminate and improving catalytic performances.     

β-Cyclodextrin for design of alumina supported cobalt catalysts efficient in Fischer-Tropsch synthesis

Addition of β-cyclodextrin during catalyst preparation strongly affects the structure and catalytic performance of alumina supported cobalt catalysts for Fischer-Tropsch synthesis. Impregnation of the support with solutions containing β-cyclodextrin leads to higher metal dispersion and spectacularly enhances both reaction rate and heavy hydrocarbons productivity in Fischer-Tropsch synthesis.     

固载化阳离子金属卟啉/杂多阴离子复合催化剂在分子氧氧化乙苯过程中的催化特性

以交联聚苯乙烯微球(CPS)为基质载体, 采用同步合成与固载的方法, 简捷地制得了固载化阳离子苯基卟啉, 继而通过与钴盐的配合反应, 制备了固载化阳离子钴卟啉. 在此基础上, 以Keggin 型杂多酸磷钨酸(HPW)及磷钼酸(HPMo)为试剂, 凭借阳离子钴卟啉(CoP)与杂多阴离子之间的静电相互作用, 制备与表征了固载化的由阳离子钴卟啉与杂多阴离子复合而成的固体催化剂CoPPW-CPS和CoPPMo-CPS. 将两种复合催化剂用于分子氧氧化乙苯的氧化反应, 考察研究了催化特性. 结果表明: 在分子氧氧化乙苯的氧化反应中, 复合催化剂具有很高的催化活性, 可使乙苯高选择性地转化为苯乙酮, 反应12 h, 苯乙酮的产率达30.1%; 复合催化剂的催化活性比单纯的固载化钴卟啉高75%; CoPPW-CPS的催化活性高于CoPPMo-CPS. 在复合催化剂结构组分中, 固载化的杂多阴离子并无催化活性, 起催化作用的组分是钴卟啉; 但是, 杂多阴离子可有效保护钴卟啉, 使其免于被氧化失活, 从而使其保持稳定的高催化活性. 复合催化剂具有最适宜的投加量, 过量催化剂的加入, 会抑制钴卟啉的催化活性. 复合催化剂还具有良好的循环使用性能.     

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．     

Effect of barium on reducibility and activity for cobalt-based Fischer-Tropsch synthesis catalysts

Barium modified Co/Al2O3 catalysts were prepared by incipient wetness impregnation. The catalysts were characterized by XRD, TPD and DRIFTS. The catalytic activity for Fischer-Tropsch synthesis was measured in a continuously stirred tank reactor. It was found that small amounts of BaO (≤ 2 wt%) improved the cobalt reducibility, which led to more cobalt active sites on the catalyst surface, and then resulted in higher CO conversion and C5+ selectivity. However, for the catalysts with high BaO loadings negative effects on the catalytic activity and selectivity for high hydrocarbons were observed because of low cobalt reducibility.     

SiO2 的甲硅烷基化对钴基催化剂费-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程度的SiO₂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FT-IR、²⁹Si CP MAS NMR、BET、XRD、Raman、XPS和H₂-TPR等表征手段,考察了SiO₂甲硅烷基化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=240 ℃、n(H₂)/n(CO)=2和GHSV=1 000 h^-1的条件下进行评价。结果表明,随 SiO₂ 疏水程度的增加,钴催化剂的Co₃O₄晶粒长大且晶型趋于完整,钴硅相互作用减弱,还原度增加,催化剂的活性增强。     

SYNTHETIC AND CATALYTIC PROPERTY STUDIES ON SILICA SUPPORTED BIS-(ACETYLACETONATO) COBALT(Ⅱ) COMPLEXES**

This paper reports mainly the preparation of silica supported acetylacetone ligands and their cobalt complexes, the characterization of their chemical structure, and the evaluation of their catalytic activity in the reaction for the preparation of ethers directly from alkanols and benzyl chloride. The results indicate that those silica supported β-diketone cobalt complexes (SACO) not only can simplify the reaction procedure of the ether preparation but also show a much higher catalytic activity in comparison with other homogeneous catalysts. In addition, SACO can be recovered and reused although their catalytic activity descend gradually as a result of the decrease in their cobalt content.     

Cobalt–Pincer Complexes in Catalysis

Non-noble metal catalysts based on pincer type compounds are of special interest for organometallic chemistry and organic synthesis. Next to iron and manganese, currently cobalt–pincer type complexes are successfully applied in various catalytic reactions. In this review the recent progress in (de)hydrogenation, transfer hydrogenation, hydroboration and hydrosilylation as well as dehydrogenative coupling reactions using cobalt–pincer complexes is summarised.     

Al2O3助剂对Co/SiC催化剂F-T反应性能的影响

分别采用沉淀法、尿素水解法制备Al₂O₃/SiC复合载体,采用等体积浸渍法制备Co/Al₂O₃-SiC催化剂。结合N₂吸附、XRD、H₂-TPR、XPS等表征手段,研究Al₂O₃助剂对钴基催化剂物相结构、还原行为以及F-T合成性能等的影响。结果表明,氧化铝加入后增强了载体与钴物种之间的相互作用,提高了钴物种的分散度,降低了钴物种的还原度。尿素水解法引入Al₂O₃后,载体与钴物种具有适中的相互作用,表现出较高的反应活性。沉淀法制备的载体负载钴物种后由于较强的金属-载体相互作用,表现出较优的稳定性。