超临界和近临界条件下Fischer Tropsch合成研究：溶剂的影响

研究了超临界和近临界条件下费托合成过程中溶剂对反应行为的影响。反应在固定床反应器中进行，催化剂为Co/SiO2，所选择的溶剂有两类：纯溶剂（正戊烷和正己烷）和混和溶剂（由正己烷和少量的C5~10烃组成）。结果表明,正己烷分压对CO转化率影响很小，但是产物中1 烯烃含量随正己烷分压增加而增加，超临界条件下1 烯烃含量明显高于非临界条件下。溶剂的种类对CO转化率、CH4和CO2选择性以及产物炭分布影响不大。这一结果表明为了减少溶剂用量，对含有适量轻组分（C5~10）的正己烷溶剂进行循环使用是可行的。结果同时表明与正己烷相比，混和溶剂（25%正己烷和75%正葵烷）具有较高的1 烯烃选择性。     

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.     

费托合成中Co/ZrO2/SiO2催化剂的失活行为

 采用等体积分步浸渍法制备了费托合成用Co/ZrO2/SiO2催化剂,并用XRD,TPR和N2-吸附等手段对催化剂进行了表征. 考察了催化剂在费托反应过程中的结构变化和失活行为. 结果表明,反应过程中硅酸钴物种的生成是催化剂失活的主要原因,且硅酸钴的生成与产物水的分压有关; 晶粒长大也可能是催化剂失活的原因之一.     

浸渍溶液pH值对Co/SiO2催化剂催化F-T合成反应的影响

 以硅胶为载体,利用硝酸和尿素调节浸渍液的pH值,采用等体积浸渍法制得钴质量分数为10.0%的Co/SiO2 催化剂,结合XRD,TPR和原位IR等表征手段,考察了浸渍溶液pH值对催化剂物化性质和催化性能的影响. 结果表明,浸渍溶液pH值大于硅胶载体的等电点有利于活性组分钴在硅胶表面的吸附和分散,促进了钴与硅的相互作用,降低了催化剂的还原度,使催化活性降低,甲烷选择性增大. 浸渍溶液pH值小于硅胶载体的等电点则减弱了钴在硅胶表面的吸附,降低钴的分散,削弱了钴与硅的相互作用,有利于提高催化剂催化费托合成反应的活性和选择性.     

Fe-Mn超细粒子催化剂对FT合成反应的研究Ⅰ.反应条件的影响

在内循环无梯度反应器（Ｂｅｒｔｙ反应器）中研究了Ｆｅ－Ｍｎ超细粒子催化剂费托合成反应的规律。详细考察了温度、压力、空速对ＦＴ反应性能的影响。结果表明,反应条件对催化剂低碳烃及ＣＯ２的选择性等都有一定的影响,在考察的时间范围（１２００ｈ）内,即使在较宽的操作条件下,催化剂仍具有良好的活性和稳定性。还发现随着低碳烯烃选择性的提高,低碳烃的烯烷比下降不明显。     

钍含量对Co/HMS催化剂结构和费托合成的影响

详细研究了钍含量对15% Co/HMS催化剂结构、费托合成CO转化率和烃分布的影响, 结果表明: 钍助剂的添加降低了催化剂的钴还原度, 并可使催化剂钴晶粒减小, 且存在钍物种对钴物种的覆盖; 钴晶粒的减小、较高钍含量时催化剂里钍物种对钴物种的覆盖和钴物种还原性能的降低, 使催化剂存在最优的钍含量, 此时催化剂表面暴露的金属钴原子最多, 较好地解释了钍含量达到1.5 wt%时, 催化剂CO转化率最高的实验现象. 烃分布研究表明: 反应温度较低时钍助剂将促进产物链的增长和高碳烃选择性的增加, 但反应温度较高时难以促进产物链的增长.     

NiO/Ni纳米结构可见光驱动CO加氢制备高级烃类

正CO加氢高温高压制备高级烃类是一种重要的煤间接液化技术(又称费托反应),被认为是一种替代石油、实现煤碳能源洁净高附加值利用的重要途径,受到学术界和工业界的极大关注~1。常用的费托合成催化剂有Ru、Co、Fe基等催化剂~2。Ni基催化剂虽然被广泛应用于加氢化工反应,但是由于其C―C偶联效率低,趋于催化生成低值的甲烷,因此Ni基催化剂又被称为甲烷化催化剂~3。当前,基于费托反应发展一条清洁、绿色的新型能     

制备方法对Fe/NCNTs催化剂结构及费托反应性能的影响

以碳氮纳米管(NCNTs)为载体, 利用氮的锚定作用, 采用三种不同的制备方法(等体积浸渍法、胶体法和沉积沉淀法)方便地构建了负载铁物种的Fe/NCNTs催化剂. 系统考察了制备方法对催化剂的结构及费托反应性能的影响. 结果表明, 制备方法影响铁纳米粒子的粒度和分布、催化剂的还原和碳化行为, 使催化剂表现出不同的催化性能. 等体积浸渍法得到分散性较好、粒径小和分布窄[(8±4) nm]、容易还原和碳化的催化剂, 反应中呈现出最高的低碳烯烃选择性、催化活性和稳定性. 胶体法得到了形貌各异的粒子, 反应中活性相易被氧化使得催化剂活性及稳定性较差. 沉积沉淀法得到了粒径过大、难以还原和碳化的粒子, 反应15 h后催化剂活性及稳定性急剧下降. 该研究为利用氮掺杂碳纳米材料作为载体设计和开发高性能的费托合成催化剂提供了有益参考.     

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.     

利用高通量技术研究钴基费托催化剂的宏观动力学

利用高通量技术设计并运行了16路平行动力学固定床反应器,用于测量不同接触时间下的稳态反应物消耗速率和产物生成速率,研究了钴基费托催化剂的宏观动力学,包括C1～C4烷烃与烯烃的稳态反应速率及其随床层的分布,以及它们与反应器温度的关系.在等温固定床非扩散限制的反应条件下,除C1和C2烃类外,Cn的生成速率及CO/H2的消耗速率均随接触时间的增加先上升后下降,且烯烃生成速率的最高点较烷烃更靠近反应器入口;反应温度对速率的影响与转化率有关:生成烷烃的表观活化能大于烯烃.高通量动力学反应器可用于生成宏观动力学数据库,以预测催化剂在工业固定床反应器中的行为.