K_2O和MnO助剂对Fe／Silicalite－2催化剂CO加氢制低碳烯烃性能的影响

在Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－２分子筛担载的铁催化剂中添加ＭｎＯ和Ｋ２Ｏ助剂，可显著提高其ＣＯ加氢制低碳烯烃的选择性及催化活性．ＭｎＯ助剂主要抑制乙烯和丙烯的加氢反应而提高烯／烷比值；Ｋ２Ｏ助剂则增加催化剂对ＣＯ的吸附能力，同时抑制乙烯在催化剂表面的二次反应（主要是乙烯的歧化反应），从而有利于提高低碳烯烃的选择性及催化剂活性．     

合成气制低碳烯烃K－Fe－MnO／MgO催化剂的研究Ⅰ．MnO助剂的作用

采用ＣＯ加氢反应、ＣＯ－ＴＰＤ、ＣＯ／Ｈ＿２－ＴＰＳＲ及Ｃ＿２Ｈ＿４／Ｈ＿２－ＴＰＳＲ等手段，研究合成气制低碳烯烃反应Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／ＭｇＯ催化剂中ＭｎＯ的助剂作用。结果表明ＭｎＯ能大幅度提高低碳烯烃的选择性，尤其是乙烯的选择性；ＭｎＯ能抑制催化剂表面的乙烯加氢，因而有利于提高低碳烯烃的选择性及烯／烷的比值。     

合成气制低碳烯烃K—Fe—MnO／MgO催化剂的研究：Ⅰ.MnO助剂的作用

采用ＣＯ加氢反应、ＣＯ－ＴＰＤ、ＣＯ／Ｈ２－ＴＰＳＲ及Ｃ２Ｈ２／Ｈ２－ＴＰＳＲ等手段，研究合成气制低碳烯烃反应Ｋ－Ｆｅ－ＭｎＯ／ＭｇＯ催化剂中ＭｎＯ的助剂作用。结果表明ＭｎＯ能大幅度提高低碳烯烃的选择性，尤其是乙烯的选择性；ＭｎＯ能抑制催化剂表面的乙烯加氢，因而有利于提高低碳烯烃的选择性及烯／烷的比值。     

K2O和MnO助剂对Fe/Silicalite-2催化剂CO加氢制低碳烯烃性能的影响

在Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－２分子筛担载的铁催化剂中添加ＭｎＯ和Ｋ２Ｏ助剂，可显著提高其ＣＯ加氢制碳烯烃的选择性及催化活性，ＭｎＯ助剂主要抑制乙烯和丙烯的加氢反应而提高烯／烷比值，Ｋ２Ｏ助剂则增加催化剂对ＣＯ的吸附能力，同时抑制乙烯在催化剂表二次反应（主要是乙烯的歧化反应），从而有利于提高低碳烯烃的选择性及催化剂活性。     

担体对Fe-MnO催化剂CO加氢合成烯烃性能影响的TPSR表征

考察了不同担体担载的Ｆｅ－ＭｎＯ催化剂上ＣＯ加氢合成烯烃的反应。结果表明担体直接影响低碳烯烃选择性。通过对催化剂的ＣＯ，ＣＯ／Ｈ２，Ｃ２Ｈ４等吸附的ＴＰＳＲ表征及催化剂表面ＣＯ加氢微观反应的研究，证明以碱性担体为基质的ＰＢＣ催化剂具有强吸附ＣＯ能力，且生成的烯烃不易发生二次反应，因而ＰＢＣ催化剂具有较高的烯烃选择性；以酸性担体为基质的ＰＡＣ催化剂对ＣＯ为弱吸附，对Ｈ２为较强吸附，且烯烃会发生强烈的     

锰助剂对Fe／ZrO2催化剂F—T反应催化性能的影响

应用ＸＲＤ，ＸＰＳ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱，ＴＰＲ，ＣＯ化学吸附ＣＯ－ＴＰＤ，ＣＯ＋Ｈ２反应性能测试等手段研究了锰助剂对Ｆ－Ｔ合成制低碳烯烃Ｍｎ－Ｆｅ／ＺｒＯ２催化剂结构及催化性能的影响。结果表明，与Ｆｅ／Ｚｒ催化相比，加锰助剂后的催化剂Ｆ－Ｔ反应催化活性上升，甲烷选择性降低，低碳烯烃选择性增加。     

改性Fe／MnO催化剂在费—托合成中的反应活性变化

铁催化剂是传统的费托合成催化剂。众多研究表明，Ｆｅ／ＭｎＯ相结合可以打破产物的ＳＦ碳数分布规律，在合成气转化中显示出较高活性并提高产物中低碳烯烃选择性。Ｃｕ在该反应中可增加产物中的含氧化合物成分。我们在过去的工作中［１，２］曾将Ｃｕ担载在Ｆｅ／ＭｎＯ...     

铁基超细粒子催化剂的F－T反应性能研究Ⅱ．制备参数的影响

详细考察了制备参数对Ｆ－Ｔ反应性能的影响。适量的Ｍｎ可以显著提高Ｆｅ基超细粒子催化剂的低碳烯烃选择性和抑制ＣＨ＿４的生成，同时活性没有明显降低，但Ｍｎ含量太高反而会起到不良影响。与普通分解法相比，控制降解法制得的Ｆｅ－Ｍｎ超细粒子催化剂具有更高的Ｆ－Ｔ反应活性和低碳烯烃选择性。由不同前驱体制得的Ｆｅ－Ｍｎ催化剂中，以草酸复合物制得的催化剂反应性能最佳。第二金属组分的影响是显著的：Ｍｇ导致产物移向轻质组分，ＣＨ＿４含量显著增加，烯烃选择性下降，含氧物的形成受到抑制；Ｍｎ和ｈ导致产物向重质组分偏移，ＣＨ＿４选择性降低，烯烃选择性提高，含氧物含量降低。这种选择性变化模式可从催化剂结构特点得到较好解释。     

镧助剂对Fe/ZrO2催化剂结构及F-T反应性能的影响

用ＸＲＤ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱，ＴＰＲ，ＣＯ－ＴＰＤ和ＣＯ加氢反应性能测试等手段研究了镧助剂对Ｆｅ／ＺｒＯ２催化剂结构及Ｆ－Ｔ合成催化剂性能的影响。结果表明，不同的制备方法明显影响催化剂的结构及反应的性能，镧助剂以Ｌａ２Ｏ３形式存在时，催化剂上甲烷选择降低，烯烃选择性提高；镧助剂以ＬａＦｅＯ３形式存在时，催化剂的催化活性大大提高，但同时甲烷选择性上升，烯烃选择性下降。     

铁基超细粒子催化剂的F—T反应性能研究：Ⅱ制备参数的影响

详细考察了制备参数对Ｆ－Ｔ反应性能的影响。适量的Ｍｎ可以显著提高Ｆｅ基超细粒子催化剂的低碳烯烃选择性和抑制ＣＨ４的生成，同时活性没有明显降低，但Ｍｎ含量太反而会起到不良影响。与谱能分解法相比，控制降解法制得的Ｆｅ－Ｍｎ超细粒子催化剂具有更高的Ｆ－Ｔ反应活性和低碳烯烃选择性。由不同前驱体制得的Ｆｅ－Ｍｎ催化剂中，以草酸复合物制得的催化剂反应性能最佳。第二金属组分的影响是显著的Ｍｇ导致产物移向轻质组分     

担体对Fe—MnO催化剂上乙烯二次反应的影响

以乙烯为探针分子，采用TPSR手段研究催化剂担体对乙烯二次反应的影响。结果表明，担体的性质差异导致不同类型的乙烯二次反应，从而将直接影响到烯烃选择性。结果催化剂CO加氢反应结果及催化剂表面CO／H2－TPSR、C2H4／H27脉冲反应表征，发现担体的碱性促使乙烯歧化生成甲烷和丙烯，而担体的酸性促使乙烯歧化的同时，存在强烈的丙烯加氢作用，从而促进乙烯歧化，导致烯烃选择性大幅度下降，因而酸性担体不利于烯烃生成。     

K-La-Ni/Si-2催化低碳烷烃与二氧化碳重整制合成气(英文)

Ｎｉ／Ｓｉ２催化剂具有较好的低碳烷烃与二氧化碳重整制合成气的反应性能，添加Ｌａ２Ｏ３助剂和Ｋ２Ｏ助剂可提高催化剂活性和合成气收率，从而进一步改善催化剂的低碳烷烃与ＣＯ２重整制合成气的反应性能，研制的ＫＬａＮｉ／Ｓｉ２催化剂，用于天然气与ＣＯ２重整反应制合成气可达９７％的低碳烷烃转化率和９５％以上的合成气收率。     

Fe—Silicalite—2催化剂表面CO2加氢反应性能的研究

研究了Ｆｅ／Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－２催化剂ＣＯ２加氢低碳烯烃反应性能，利用ＣＯ２－ＴＰＤ，ＣＯ２／Ｈ２－ＴＰＳＲ和ＣＯ／Ｈ２－ＴＰＳＲ表征手段，考察了铁含量及ＭｎＯ助剂对Ｆｅ／Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－２催化剂ＣＯ２吸附脱附及加氢反应性能的影响，表明随铁含量增加可提高催化剂对ＣＯ２的吸附能力，有利于提高ＣＯ２加氢反应的转化率。     

Rh—Mo—K／Al2O3催化剂的CO加氢合成低碳醇性能

本文研究了硫化态和还原态Ｒｈ－Ｍｏ－Ｋ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上ＣＯ加氢合成低碳醇的反应性能，考察了不同铑负载量、钾助剂、合成气组成和反应条件（温度、压力和空速）对合成醇性能的影响及催化剂的反应稳定性。发现硫化样品较之还原态样品具有更好的合成醇选择性，催化剂中添加铑后，生成醇活性和选择性大幅度提高。选择合适的反应温度、提高反应压力和空速、适当增加合成气Ｈ２／ＣＯ的比例可以获得较好的合成醇反应性能。     

Cu-Fe基催化剂上合成气直接制取低碳烯烃的研究

我们采用浸渍法制备了γ-Al2O3负载的Cu-Fe基催化剂,并结合其反应性能和XRD、H2-TPR和XPS等表征结果研究了其催化合成气直接制低碳烯烃的反应行为.结果表明,合成气直接制低碳烯烃Cu-Fe基催化剂的活性组分Cu和Fe之间存在明显的协同效应,Cu-Fe基催化剂表现出优异的合成气直接制低碳烯烃反应性能;Cu基催化剂中引入少量Fe组分明显提高了活性组分Cu的分散度,促进了Cu活性组分的还原,进而有利于催化剂反应性能的改进.初步推断Cu-Fe基催化剂上合成气转化生成低碳烯烃的主要反应历程为CO加氢生成含氧化合物(醇醚等)后再脱水生成低碳烯烃.     

担载型Fe2O3／ACDM催化剂用于甲醇转化反应的研究

担载型Ｆｅ＿２Ｏ＿３／ＡＣＤＭ催化剂用于甲醇转化反应的研究夏清华，陈国权，王清遐，王公慰（中国科学院大连化学物理研究所大连１１６０１２）关键词ＺＳＭ－５沸石，铁浸渍改性，甲醇转化，低碳烯烃，酸性在煤基甲醇制低碳烯烃的ＭＴＯ过程的研究中，通常是对ＺＳＭ...     

用于合成气高选择性直接制备低碳烯烃的碳化钴纳米棱柱结构（英文）

低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)是十分重要的有机化工原料,在传统工业中,主要通过石脑油,石油气和凝析油裂解得到.由于石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展,为缓解对石油资源的依赖,急需寻找一种烯烃制备的工艺过程替代石油路线.主流的非石油路线主要是指利用煤炭、天然气、生物质等含碳资源通过合成气直接或间接制备烯烃.间接过程是由合成气转化制得甲醇,然后通过甲醇转化路线(包括甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺)生产烯烃产品.无疑,如能减少反应步骤,将合成气直接高选择性合成低碳烯烃,将体现出流程更短能耗更低的优势,有较强的竞争力.国内外的研究学者一直致力于制备含两种组元的双功能催化剂,试图将甲醇合成及脱水制备烯烃两步耦合在一起,合并为一步法,从而简化工业过程.由于低温下MTO反应几乎无活性,目前该类双功能复合催化剂多采用较高的反应温度.鉴于传统的Cu-Zn-Al催化剂在高温下极低的甲醇选择性,而Zn与其它过渡金属复合氧化物(如ZnZr及ZnCr)可在高温下高选择性合成甲醇,故经常被考虑作为耦合催化剂进行研究.基于上述理念,大化所包信和等提出了全新的OX-ZEO过程,OX(复合氧化物)用来活化CO分子并形成相应中间体,这些中间体可以在ZEO(分子筛)的酸性位上形成相应的烯烃.他们报道的ZnCrO_x/MSAPO催化剂,在较高的CO转化率(17%)下,低碳烯烃选择性高达80%.与此同时,厦门大学王野等采用ZnZr二元氧化物与SAPO-34分子筛物理混合的双功能催化剂,也可实现很高的低碳烯烃选择性(74%).合成气经费托路线直接制烯烃(FTO)反应与费托(FT)反应类似,传统FT催化剂均可用于FTO的改性研究.由于Fe基催化剂的加氢能力相对较弱,产物中烯/烷比较高,所以被广泛用于FTO反应的研究中.de Jong研究小组采用惰性载体负载的Fe基催化剂,并浸渍Na,S元素作为助剂进行FTO反应的研究,实现了61%的低碳烯烃的选择性,但由于反应温度较高(300–350℃),催化剂容易失活,稳定性不佳.此外,由于产物受到ASF分布的限制,甲烷选择性很高.目前FTO研究的挑战在于开发全新的催化活性位结构新方法,摆脱ASF分布的限制,在较温和的反应条件下同时呈现低甲烷选择性及高烯烃选择性.一般认为,金属Co纳米颗粒是Co基费托催化剂的活性相,主要产物为C_(5+)长链饱和烷烃,而Co_2C则被视为Co基FT催化剂失活的主要原因之一,即在合成气转化过程中Co_2C活性很低且CH_4选择性很高.但是,最近中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室的钟良枢及孙予罕领导的研究小组发现,暴露(020)及(101)晶面的Co_2C纳米棱柱结构对合成气转化具有异乎寻常的催化性能.该催化剂在温和的反应条件(250℃和0.1–0.5 MPa)下可实现合成气高选择性直接制备烯烃,甲烷选择性可低至5%,低碳烯烃选择性能够达到60%,而总烯烃选择性高达80%以上(以上所谈到的选择性都是去除了CO_2产物),同时烯/烷比大于30,产物分布完全不服从经典的ASF规律,并且该催化剂具有良好的稳定性,反应600 h仍未出现明显失活.他们通过深入的构效关系研究并结合DFT理论计算,揭示了Co_2C存在显著的晶面效应,相比于其它暴露面,(101)晶面非常有利于烯烃的生成,同时(101)和(020)晶面可有效抑制甲烷的形成.     

Fe_2O_3／ZrO_2催化剂上一氧化碳加氢反应制低碳烯烃 Ⅱ．预处理条件对催化剂结构及性能的影响

用ＴＰＲ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱法，ＸＰＳ，ＸＲＤ及反应评价等手段研究了Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２催化剂的还原行为、铁物种状态和ＣＯ加氢反应性能．结果表明，预处理条件明显影响Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２催化剂表面铁原子的数量、铁锆间的相互作用、催化剂的物相变化以及ＣＯ加氢反应的催化性能．以Ｆｅ２Ｏ３／ＺｒＯ２经氢氟混合气程序升温至７５３Ｋ还原生成的Ｆｅ－Ｚｒ－Ｏ物种为前身，在合成气中进一步还原得到的铁锆催化剂，具有较好的Ｆ－Ｔ反应合成低碳烯烃的选择性．     

担体对Fe—MnO催化剂CO＋H2反应性能的影响

考察氧化物担体对Fe-MnO催化剂反应性能影响的结果表明,担体的类型对Fe-MnO催化剂CO加氢反应性能影响很大,其低碳烯烃选择性相差悬殊,Al_2O_3、SiO_2和MgO担载的Fe-MnO催化剂都不利于低碳烯烃的生成,而TiO_2担载的Fe-MnO催化剂则具有较高的烯烃选择性和催化活性。从担体-金属相互作用本质的差异,研究了担体对金属活性组分化学状态的影响及催化活性相与F-T合成烯烃的关系,发现担体-金属间的电子效应有利于催化剂活性和选择性的提高,其它物理化学效应引起的相互作用则不利于改善催化剂性能;还表明Fe_(?)C是催化活性相,Fe~(2+)物种的存在不利于提高烯烃的选择性。     

用于合成气高选择性直接制备低碳烯烃的碳化钴纳米棱柱结构

低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)是十分重要的有机化工原料,在传统工业中,主要通过石脑油,石油气和凝析油裂解得到.由于石油资源的日益减少和C1化学的迅速发展,为缓解对石油资源的依赖,急需寻找一种烯烃制备的工艺过程替代石油路线.主流的非石油路线主要是指利用煤炭、天然气、生物质等含碳资源通过合成气直接或间接制备烯烃.间接过程是由合成气转化制得甲醇,然后通过甲醇转化路线(包括甲醇制烯烃的MTO工艺和甲醇制丙烯的MTP工艺)生产烯烃产品.无疑,如能减少反应步骤,将合成气直接高选择性合成低碳烯烃,将体现出流程更短能耗更低的优势,有较强的竞争力.国内外的研究学者一直致力于制备含两种组元的双功能催化剂,试图将甲醇合成及脱水制备烯烃两步耦合在一起,合并为一步法,从而简化工业过程.由于低温下MTO反应几乎无活性,目前该类双功能复合催化剂多采用较高的反应温度.鉴于传统的Cu-Zn-Al催化剂在高温下极低的甲醇选择性,而Zn与其它过渡金属复合氧化物(如ZnZr及ZnCr)可在高温下高选择性合成甲醇,故经常被考虑作为耦合催化剂进行研究.基于上述理念,大化所包信和等提出了全新的OX-ZEO过程,OX(复合氧化物)用来活化CO分子并形成相应中间体,这些中间体可以在ZEO(分子筛)的酸性位上形成相应的烯烃.他们报道的ZnCrOx/MSAPO催化剂,在较高的CO转化率(17%)下,低碳烯烃选择性高达80%.与此同时,厦门大学王野等采用ZnZr二元氧化物与SAPO-34分子筛物理混合的双功能催化剂,也可实现很高的低碳烯烃选择性(74%).合成气经费托路线直接制烯烃(FTO)反应与费托(FT)反应类似,传统FT催化剂均可用于FTO的改性研究.由于Fe基催化剂的加氢能力相对较弱,产物中烯/烷比较高,所以被广泛用于FTO反应的研究中.de Jong研究小组采用惰性载体负载的Fe基催化剂,并浸渍Na,S元素作为助剂进行FTO反应的研究,实现了61%的低碳烯烃的选择性,但由于反应温度较高(300–350℃),催化剂容易失活,稳定性不佳.此外,由于产物受到ASF分布的限制,甲烷选择性很高.目前FTO研究的挑战在于开发全新的催化活性位结构新方法,摆脱ASF分布的限制,在较温和的反应条件下同时呈现低甲烷选择性及高烯烃选择性.一般认为,金属Co纳米颗粒是Co基费托催化剂的活性相,主要产物为C5+长链饱和烷烃,而Co2C则被视为Co基FT催化剂失活的主要原因之一,即在合成气转化过程中Co2C活性很低且CH4选择性很高.但是,最近中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室的钟良枢及孙予罕领导的研究小组发现,暴露(020)及(101)晶面的Co2C纳米棱柱结构对合成气转化具有异乎寻常的催化性能.该催化剂在温和的反应条件(250℃和0.1–0.5 MPa)下可实现合成气高选择性直接制备烯烃,甲烷选择性可低至5%,低碳烯烃选择性能够达到60%,而总烯烃选择性高达80%以上(以上所谈到的选择性都是去除了CO2产物),同时烯/烷比大于30,产物分布完全不服从经典的ASF规律,并且该催化剂具有良好的稳定性,反应600 h仍未出现明显失活.他们通过深入的构效关系研究并结合DFT理论计算,揭示了Co2C存在显著的晶面效应,相比于其它暴露面,(101)晶面非常有利于烯烃的生成,同时(101)和(020)晶面可有效抑制甲烷的形成.