CO加氢制备碳二含氧化合物Rh-Nd-V/SiO2催化剂配比的优化

采用CO加氢反应、CO吸附和程序升温脱附(CO-TPD)以及程序升温表面反应(TPSR)等方法,考察了助剂Nd和V担载量对Rh-Nd-V/SiO2催化剂上CO加氢合成C2含氧化合物反应性能的影响.研究表明,当助剂Nd和V担载量分别为0.5%和1.0%时,Rh-Nd-V/SiO2催化剂上C2含氧化合物的选择性和时空产率分别达到59.8%和394.5 g/(kg·h).CO吸附和TPD实验表明,随着Nd和V担载量的增加,强吸附的CO数量逐渐增加,而弱吸附的CO数量先缓慢增加后又逐渐降低.TPSR实验表明,助剂Nd的添加抑制了CO的解离和加氢能力,而助剂V的添加提高了CO的解离和加氢能力.结合催化反应评价和表征结果,适量助剂Nd和V的添加提高了未解离的CO比例,使得催化剂上可参与插入反应的CO比例增多,催化剂的活性、C2含氧化合物的选择性和时空收率都有所提高.     

锰助剂对F-T合成Co/Al2O3催化剂反应性能的影响

采用程序升温和原位红外技术对锰改性Co/Al2O3催化剂进行了表征，并与CO加氢反应活性和选择性进行关联.结果表明，添加适量锰能够增加反应活性，提高烃选择性，抑制甲烷及低碳烃的生成. XRD和FT IR结果表明锰助剂的添加能够促进活性相的分散，促进桥式CO吸附位数的增加. H2 TPD表明锰的加入可增加低温吸附氢量，但吸附氢量随锰含量的增加而减少.钴基催化剂的费托合成反应性能可以用锰添加导致的CO吸附态物种的变化来解释.     

Effects of Li Promoter on the Performance of Co/AC Catalysts for CO Hydrogenation to Mixed Linear a-Alcohols

采用CO加氢反应、X射线衍射、程序升温还原和CO程序升温脱附等技术研究了Li助剂对活性炭负载的Co催化剂(Co/AC)上CO加氢反应性能的影响.结果表明,Li的添加抑制了气态烃的生成,提高了C5+和直链混合伯醇的选择性,但催化剂活性下降.这可能源于Li的加入抑制了Co2+物种的还原,降低了反应速控步骤—强吸附CO的解离能力.另外,Li也促进了Co2C物种的生成,使得产物中混合醇的比例增加.     

固定床反应器中添加CO2对费托合成反应的影响

用固定床反应器研究了Fe-Mn催化剂上原料气中添加CO2对费托合成反应的影响.结果表明,在533K与反应总压为1.50MPa时,大量CO2的添加使得生成CO2的选择性迅速降低,烃的生成速率降低,烃的收率也有所降低,产物向轻组分方向偏移,有机含氧化合物的生成速率降低;在593K与合成气(H2 CO)分压为1.50MPa时,随着CO2分压的增加,CO消耗速率变化不大,而烃的生成速率缓慢升高,烃的收率有所升高,CO2的生成速率缓慢降低,H2O的生成速率明显加快.由于CO2的添加,促使水煤气变换反应向逆反应方向进行,降低了催化剂表面氢物种浓度,抑制了加氢反应,低碳烃的烯/烷比有所增大,同时提高了重质烃的选择性,且随着CO2分压的增加,有机含氧化合物的生成速率呈上升的趋势.     

原料气中添加CO对CO_2在铜基催化剂上加氢反应的促进作用(英文)

研究了CO2在Cu－Zn－Al催化剂上的加氢合成甲醇反应。发现在原料气中添加少量的CO可提高甲醇的选择性和收率。TPD和TPSR结果表明,CO占据催化剂表面部分活性位并抑制CO2的逆水煤气转换,促进了甲醇的生成。     

Fe助剂对Cu/ZrO2甲醇水蒸气重整制氢催化剂的影响

利用XRD、TPR和EXAFS等手段，研究了Fe助剂对Cu/Fe2O3/ZrO3催化剂物化特性的影响，同时研究了对甲醇水蒸气重整反应活性和选择性的影响。结果表明，Fe对Cu/ZrO2催化剂结构有一定的修饰作用。添加Fe助剂后，铜的分散度提高，催化剂的起始还原温度提前，还原温度区间缩短；同时甲醇水蒸气重整制氢反应催化活性上升，氢选择性提高，产物中CO含量降低，但铁铜比应有一最佳值。     

催化合成气合成乙醇的铑基催化剂中助剂锰的作用本质研究

催化剂活性测试表明,助剂Mn显著提高了铑的催化活性.通过考察H_3/D_2同位素效应发现在Mn促进的及非促进的铑催化剂上进行的合成气反应中,乙醇生成反应均表现出显著的氘位素效应.结合CO化学吸附、XRD.CO吸附IR、XPS、EPR等物化表征手段对催化剂的表征结果,讨论了助剂Mn的作用本质.提出助剂Mn~(2+)通过与反应中间体甲酰基氧端的亲合作用.促进了CO加氢生成甲酰基的反应及其随后的氢解生成卡宾物种的反应,从而显著提高铑催化活性的观点.     

助剂Fe对Ir/SiO2催化剂的巴豆醛选择性加氢性能的影响

以SiO2为载体采用分步浸渍法制备了Fe/Ir/SiO2催化剂,考察了助剂Fe对Ir/SiO2催化剂气相巴豆醛选择性加氢性能的影响.采用X射线粉末衍射(XRD)、CO化学吸附、H2-程序升温还原(H2-TPR)和拉曼光谱(Raman)等技术对催化剂进行了表征.结果表明,助剂Fe能有效提高Ir/SiO2催化剂的巴豆醛转化率和巴豆醇选择性.Fe含量为0.087%的0.087Fe/Ir/SiO2催化剂的反应性能最佳,反应进行9 h的巴豆醛转化率36.9%,巴豆醇选择性83%.随着催化剂CO吸附量的下降(Fe覆盖的增加),催化剂的转换频率(turn over frequency,TOF)明显增加,这表明Fe促进Ir/SiO2催化剂表面活性位的加氢活性.然而,Fe的掺杂使得Ir/SiO2催化剂存在明显的活性下降现象,归因于Fe导致Ir/SiO2催化剂表面积炭和CO中毒.     

锂助剂对Rh-Mn/SiO2催化CO加氢制碳二含氧化合物性能的影响

 采用 CO 加氢反应、静态化学吸附、程序升温还原、CO 程序升温脱附和程序升温表面反应等技术研究了助剂 Li 对 Rh-Mn/SiO2 催化剂上 CO 加氢合成碳二含氧化合物性能的影响. 结果表明, Li 的加入及其负载量的增加抑制了烃类, 特别是 CH4 的生成, 而对碳二及碳二以上烃类的选择性影响较小. Li 的加入还提高了碳二含氧化合物的选择性, 主要是乙酸的选择性, 但同时降低了 Rh 基催化剂的 CO 加氢活性. 表征结果表明, Li 的加入既降低了催化剂解离 CO 的能力, 又减少了催化剂上 CO 解离活性位的数量, 从而降低了 Rh 基催化剂上 CO 加氢的速控步骤——CO 解离反应的速率. Li 负载量对 Rh-Mn/SiO2 催化剂上 H2 和 CO 的化学吸附量影响较小, 这表明并非所有的 Li 都和 Rh 发生了相互作用, 而是有相当一部分 Li 只是分散在载体 SiO2 上, 并没有与 Rh 发生接触.     

改善Rh基催化剂上CO加氢生成C2含氧化物性能的本质及途径

 从CO加氢反应的热力学出发,分析了C2含氧化合物生成反应的途径和机理,阐述了改善Rh基催化剂上生成C2含氧化合物性能的本质以及实现的途径. 结果显示,相对于CO加氢生成烃类的反应,乙醇、乙醛和乙酸等C2含氧化合物的生成在热力学上是极为不利的; 最重要、最有效的提高C2含氧化合物生成活性的手段是开发具有高选择性的催化剂. 通过对浸渍方法和还原条件的选择,适当地抑制了Rh-Mn-Li-Fe/SiO2催化剂加氢活性,最终改善了催化剂的加氢性能,使得甲烷选择性降至6.3%, 而生成C2含氧化合物的选择性达到91.6%, 且保持有较高的时空收率.     

CO加氢制C2含氧化合物Rh基催化剂中常见助剂的作用

由煤、天然气或生物质出发,经合成气制乙醇等C2含氧化合物具有重要意义,负载型Rh基催化剂是实现该过程最有效的催化剂。助剂的选择尤其重要,其中Fe、Mn、Li的助催化作用最为显著,人们对此进行了长期而有效的研究,有关观点也很难统一,但相关总结性的报道不多。因此,本文系统综述了这三种常见助剂催化作用的研究进展。结果表明,这些助剂的作用与其所处的催化体系、制备方法等密切相关,后者直接影响了助剂-金属-载体间相互作用,使得催化剂各种组分表现出不同存在状态,进而影响它们在CO加氢各基元步骤中的催化作用。本文可为人们全面认识这些常用助剂的作用提供有益的参考。     

超临界相CO加氢合成甲醇,异丁醇的研究

以正十一～十三烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７５ＭＰａ、进气空速１７００ｈ－１、介质压力１７８ＭＰａ、总压９３ＭＰａ的实验条件下,研究了固定床反应器中Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ催化剂在超临界相和气相条件下合成甲醇、异丁醇的性能。结果表明,超临界相反应的ＣＯ转化率高于气相反应。在超临界条件下反应,醇类选择性随着温度升高下降较慢,而气相反应醇类选择性随着温度升高下降较快。气相反应产物以甲醇、异丁醇为主,含少量乙醇和正丙醇,超临界相反应的产物分布与气相反应的明显不同,甲醇含量减少,乙醇、正丙醇和异丁醇都有不同程度增加。超临界流体的存在对合成醇链增长有影响,在不同催化剂上的产物分布有较大差异     

负载型Rh基催化剂上的CO加氢制乙醇反应：载体效应

Ethanol has great application prospects given it is an important essential chemical and a substitute for traditional energy sources. Currently, ethanol production is achieved through grain fermentation and petroleum-based ethylene hydration. However, the inefficient fermentation processes and increasingly depleted crude oil resources hinder the large-scale production of ethanol. Therefore, the development of alternative technologies for ethanol production has become an important issue. The direct production of ethanol from syngas (CO + H₂) is considered to be a new strategy to acquire high value-added products and achieve clean utilization of carbonaceous resources such as coal, natural gas, and biomass. Supported Rh-based catalysts have been extensively studied as the most promising and effective systems for the direct production of ethanol from syngas. The use of promoters and supports is generally effective in increasing the activity and ethanol selectivity of supported Rh-based catalysts. Fe is widely used in the research on Rh-based catalysts, as it is one of the most effective promoters for enhancing ethanol selectivity. In this work, with the aim of exploring the role of the support, we used the incipient wetness impregnation method to prepare Fe-promoted Rh-based catalysts supported by CeO₂, ZrO₂, and TiO₂ for the synthesis of ethanol from syngas. CO conversion of CO on the RhFe/TiO₂ catalyst was as high as 18.2% under the reaction conditions of 250 ℃ and 2 MPa, and the selectivity to ethanol in the alcohol distribution was 74.7%, which was much higher than that observed with RhFe/CeO₂ and RhFe/ZrO₂ under the same conditions. The characterization results showed that the specific surface of the catalyst followed the order RhFe/CeO₂ < RhFe/ZrO₂ < RhFe/TiO₂; the dispersion of Rh increased sequentially, and the particle size decreased in the same order. A larger specific surface area may favor the dispersion of the Rh species, and the highly dispersed Rh species would imply a greater number of active sites on the surface of the support. The results of H₂-temperature-programmed reduction indicated possible interactions between Rh and the support as well as between Rh and Fe, and partial reduction of TiO₂ under the experimental reduction conditions; however, the other supports did not undergo reduction. The results of X-ray photoelectron spectroscopy indicated that the RhFe/TiO₂ catalyst had the largest amount of Rh⁰ as well as Rh⁺ species. Thus, this catalyst has more (Rh_x⁰-Rh_y⁺)-O-Fe^δ+ active sites for the synthesis of ethanol, which greatly increases the ethanol selectivity. CO-temperature programmed desorption was used to confirm the CO adsorption capacity of different catalysts. The results showed that TiO₂ enhances the adsorption of CO due to the presence of more O vacancies and Ti³⁺ ions, which is beneficial to the improvement of the catalyst activity.     

溶胶-凝胶法制备的铑基CO加氢制C2含氧化合物催化剂

用XRD,FT-IR,吸附CO的程序升温脱附(TPD),吸附CO的程序升温表面加氢反应(TPSR)等技术,并结合高压下CO加氢反应研究了用溶胶-凝胶法制备的铑基催化剂.结果表明,用溶胶-凝胶方法制备的催化剂中,Rh以极高的分散状态(主要以单原子形式)存在.与文献报道的浸渍法催化剂不同,CeO2的加入使甲醇选择性显著提高,但降低了催化剂的活性.CeO2对Rh的促进作用可能主要是CeO2与Rh产生了电子效应,即CeO2向Rh转移了电子.     

PRODUCTION OF LIGHT OLEFINS FROM CO2 HYDROGENATION OVER Fe/SILICALITE-2 CATALYST. I.CATALYTIC REACTIVI-FY AND REACTION MECHANISM

K-Fe-MnO/Silicalite-2 is a desirable catalyst for the production of light olefins from CO2 hydrogenation The activity can be improved greatly with increasing the Fe loading, and the selectivities to hydrocarbons rise with Fe loading increase However, an ambiguous effect of Fe loading on the selectivity of light olefin in hydrocarbon products is observed. The CO2 hydrogenation containing a two-step mechanism CO2+H2=CO+H2O, a reversible water gas shift reaction, and CO+(m/2n+1)H2 =1/nCnHm+H2O2, a Frscher-Tropsch reaction, is suggested by the results of CO2-TPD and CO2/H2-TPSR as well as CO/H2-TPSR characterizations.     

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。     

合成气制乙醇的铑基催化剂中助剂铁,锂的作用本质研究

催化活性测试表明,助剂Fe具有显著提高乙醇生成选择性及铑催化活性的双重作用;助剂Li具有显著提高乙醇选择性的作用,对铑催化活性影响不大。基于H_2/D_2同位素效应结果及CO化学吸附、IR、XRD、XPS等的表征结果,认为助剂Fe经活化处理后大部分与Rh形成RhFe合金,使Rh分散度显著提高,从而提高了乙醇的选择性;Rh分散度的提高以及小部分以Fe~(2+)(Fe~(3+))形式存在的助剂Fe促进甲酰基的生成及随后的氢解断C-O键反应是助剂Fe促使铑催化活性提高的两个因素。Li的主要作用在于通过与C_2含氧中间体乙烯酮氧端的弱亲合作用,促进了乙醇前驱体的生成,从而使乙醇生成选择性提高。     

复合床合成低碳醇的研究

采用了三种不同的合成醇催化剂分别作为第一段催化床层,以ＺｎＯ／Ｃｒ２Ｏ３催化剂作为第二段催化床层,研究了复合催化剂床对合成低碳醇反应行为的影响。结果表明,采用复合床层技术可以提高反应产物中低碳醇的选择性,但是烃类的转化率增加,液收减小。同时发现,第一段催化床层的反应产物分布与第二段催化床层的反应条件直接影响最终的反应结果。第一段催化剂床层中ＣＯ的转化率或甲醇的选择性过高都不利于提高反应产物中低碳醇的选择性     

EFFECTS OF K_2O AND MnO PROMOTERS ON THE PRODUCTION OF LIGHT ALKENES VIA SYNGAS OVER Fe/SILICALITE-2 CATALYST I.ACTIVITY OF K-Fe-MnO/SILICALIT-2 CATALYST

The activity and the selectivity to light alkenes of silicalite-2 (Si-2) zeolite supported F'e catalyst tor CO hydrogenation can he improved obviously with the addition of K2O and MnO promoters. The results of CO hydrogenation, CO-TPD, CO/H2-TPSR, C2H4/H2-TPSR and C2H4/H2 pulse reaction over K-Fe-MnO/Si-2 catalysts clearly show that the K2O additive into Fe-MnO/Si-2 catalyst leads to a remarkable increase in both the capacity and strength of the strong CO ad-species that will produce much more |Cad| via their disproportionation at higher temperatures. This results in an increase in the CO conversion and the selectivity to light olefins, and a decrease in CH4 formation. Moreover, K2O can suppress the disproportionate of C2H4 that occurs during the reaction as a side-reaction Meanwhile, the MnO promoter mainly prohibits the hydrogenation of C2H4 and C3H6, which is favorable to enhancing the selectivity to C2H4 and C3H6 and decreasing the formation of C2H6, and C3H8. It is also of interest that MnO has har