Mn和Zr助剂对介孔碳负载钴基催化剂费托合成反应性能的影响

采用浸渍法制备了Mn和Zr改性的介孔碳负载钴基催化剂,采用X射线衍射（XRD）、比表面积测定、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、H₂/CO程序升温脱附（TPD）及X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂的物化性质进行了表征,采用固定床反应器对其F-T反应性能进行了研究。结果表明,Mn或Zr助剂的添加均降低了CH₄的选择性。其中,Mn助剂的添加提高了C_2-4的选择性,提高了烯烷比,而Zr的添加提高了钴物种的分散度,增加了反应活性位点,显著提高了钴基催化剂的F-T反应活性和C₅₊选择性。     

费托合成钴基催化剂的研究进展

 费托合成油技术是煤炭、天然气等含碳资源清洁优化利用的重要途径, 其关键问题之一是催化剂选择性的调控, 即抑制甲烷生成和提高馏分油含量. 近 10 年来, 中国科学院山西煤炭化学研究所系统地开展了钴基费托合成催化剂及制备放大的工程基础研究, 包括钴分散度、还原度与甲烷生成之间的关系, 载体表面疏水性对催化剂性能的影响, 以及采用孔道限域等手段初步实现了产物的选择性调控. 同时, 初步阐明了甲烷生成的结构基础, 并指明了新型馏分油催化剂研发方向. 在此基础上, 研制了新型钴基催化剂, 其具有低甲烷选择性、高重质烃选择性和良好稳定性的特点. 目前, 对 I 型催化剂完成了实验室稳定性验证并实现了工业示范; 对 II 型催化剂 (甲烷选择性约 2%~3%) 完成了稳定性验证.     

氧化铝负载Co基F-T合成催化剂还原性能

采用XRD、TPR、XPS和H2-TPD等技术对Co/Al2O3催化剂的还原性能进行了研究.还原温度低时,催化剂中Co物种还原不充分,活化不够,催化剂的F-T合成反应活性偏低;高温还原时,由于催化剂中金属钴颗粒聚集和增大使活性组分的有效活性面积减小,催化剂的F-T合成反应活性下降.还原温度在400～500℃之间存在最佳...     

费托合成钴基催化剂微观结构研究进展

费托合成可将煤、天然气及生物质等各种非石油含碳资源通过合成气转化为各种油品和精细化学品.钴基催化剂因其水煤气变换反应活性低、费托反应活性高、碳链增长能力高的优良特点,在工业应用和相关科学研究上备受关注.钴基催化剂微观活性位的结构和费托反应过程中催化剂的表面吸附物等都会对F-T合成反应的产物分布以及催化性能有影响.本文分...     

大粒径介孔氧化硅微球的优化合成及表征

以非离子型嵌段共聚物为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,制备了一种比表面积为712m2·g-1、孔径6.93nm、孔容1.06cm3·g-1、粒径10μm的介孔SBA-15微球,采用扫描电镜考察了各种合成条件对介孔氧化硅微球形貌的影响,对SBA-15介孔微球的合成条件优化和形成机理进行了研究和探讨。结果表明:介孔氧化硅微球的生长可以看作一个由微小溶胶粒子发生渐进聚沉、成长为较大溶胶粒子的过程;共表面活性剂和无机盐的引入对介孔微球的形成具有辅助作用;合成体系的酸度和晶化阶段之前的陈化条件是介孔微球形成的关键所在。在共聚物的盐酸溶液(1mol·L-1)中,不添加共表面活性剂和无机盐,仅控制陈化条件于35℃静置24h,100℃水热处理24h,可得到大粒径的介孔SBA-15微球。     

锆助剂含量对钴基费-托合成催化剂的影响

考察了锆助剂含量对钴基催化剂的结构及费－托合成反应性能的影响。结果表明,随着锆含量的增加,甲烷的生成受到抑制,重质烃选择性提高,重质烃合成的操作温度区间加宽,且催化剂仍保持较高的活性。ＴＰＲ,Ｈ２－ＴＰＤ,ＸＲＤ及ＥＸＡＦＳ等表征结果表明,锆助剂单层分散于硅胶表面,而钴以一定尺寸的聚集态存在;随着锆含量的增加,锆覆盖的硅胶表面增加,裸露的硅胶表面减小,而钴的分散度几乎不变。这使得钴锆界面增大,钴硅     

钴基费托合成催化剂的表界面性质调控

合成气经费托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTs)转化为燃料和高附加值化学品是解决煤炭等资源清洁利用问题的重要途径,是现代煤化工的重要组成部分,对于降低石油进口依赖度,保证国家能源战略安全具有重要意义。钴基催化剂因活性高、链增长活性强、CO₂选择性低、寿命长等而成为目前研究最为广泛的FTs催化剂之一。如何通过调控表界面性质来打破还原度和分散度的依赖关系,提高催化剂的反应活性以及一定碳链范围内的产物选择性依然是高效钴基FTs催化剂开发面临的重要挑战。本文分别从结构敏感性(尺寸和晶面效应)、金属-载体间相互作用和限域效应三个方面阐述钴基FTs催化剂表界面性质调控策略的最新研究进展,以期为钴基FTs催化剂微观结构设计及反应性能调控提供理论依据。     

有机改性二氧化硅及其负载钴催化剂的费托合成反应性能

利用硅烷化作用分别制得了甲基、二甲基和三甲基改性的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.考察了有机改性对催化剂费托合成催化性能的影响.结果表明,SiO2经有机基团改性后,表面硅羟基浓度减小,削弱了钴硅之间的相互作用,促进了催化剂的还原,提高了催化剂的活性,降低了甲烷选择性.由于空间位阻不同,不同有机基团改性的SiO2的表面硅羟基浓度不同,催化剂活性随着表面硅羟基浓度的减小而提高.     

氨基功能化介孔氧化硅纳米中空球负载乙酰丙酮氧钒催化苯甲硫醚选择性氧化反应

首次将乙酰丙酮氧钒固载在氨基功能化的介孔氧化硅纳米中空球以及SBA-15(直型孔道结构)和SBA-16(笼型孔道结构)上,并应用于苯甲硫醚选择氧化反应.结果表明,在温和的反应条件下,上述催化剂均可催化苯甲硫醚高选择性地转化为亚砜产物(选择性最高大于99.0%).动力学对比实验表明,相比于直型和笼型介孔氧化硅,纳米中空球负载的催化剂具有更高的转化频率.这是因为纳米空心球尺寸小,更有利于催化活性中心的暴露以及反应物和产物在催化过程中的扩散.催化剂可循环使用多次,其活性和选择性基本保持不变.     

基于3D受限自组装构筑中空介孔氧化硅/碳复合微球

发展简单、高效、可控的方法来制备中空介孔微球是介孔材料领域的研究热点.本工作结合嵌段共聚物的三维受限自组装(3D-CSA)和自模板碳化策略,建立了一种构筑中空介孔微球的新方法 .首先,采用乳液-溶剂挥发法实现嵌段共聚物与全氟辛烷(PFO)在3D受限空间的分级组装,获得了核-壳结构微球,其中壳层由微相分离的嵌段共聚物构成.然后,在壳层的连续相选择性地复合氧化硅,既实现了无机框架的负载,又实现了对连续相聚合物链选择性交联.对复合微球进行煅烧处理后,实现了壳层连续相聚合物的选择性碳化,获得了中空介孔氧化硅/碳复合微球.本研究系统地阐述了核-壳型分级结构微球的形成机理和必备条件,研究了氧化硅前驱体添加量和嵌段共聚物分子量对中空介孔氧化硅/碳复合微球形貌的影响,为制备中空介孔微球材料提供了一种简便、可控的方法.     

中空纳米二氧化硅微球的制备及表征

本文介绍了一种制备中空纳米二氧化硅微球的新方法。利用模板首先合成介孔纳米二氧化硅微球,再用水热反应法,成功制备了非功能化和巯基、氨基功能化中空纳米二氧化硅微球。利用透射电子显微镜,热重分析等手段对其形貌进行了表征。另外,对中空介孔纳米二氧化硅微球的形成机制进行了探讨。     

用于费-托合成的高分散型钴基催化剂*

负载型钴基催化剂是天然气基费托合成的一种重要催化剂,其金属分散度和活性位密度是决定费托合成反应活性和产物选择性（CH4%, C5+%）的关键因素。因此,提高金属钴的分散度和催化剂的还原度是提高金属钴的原子利用率、降低催化剂成本的一条有效途径。本文综述了近年来高分散型钴基催化剂的研究进展,重点探讨了催化剂制备方法、载体类型及贵金属助剂对催化剂分散度和还原性的影响,以及影响高分散型钴基催化剂的费托合成反应活性、产物选择性和反应稳定性的因素,并对负载型钴基催化剂今后的研究发展提出了一些建议。     

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.     

不同酸对介孔二氧化硅球表面形貌和介相结构的影响

在室温、不同酸性条件下合成出微米级球形介孔二氧化硅材料，通过XRD、SEM以及氮气吸附等手段对介孔二氧化硅材料进行了表征。用TEM跟踪不同反应时间介孔二氧化硅球的形成，对这些球颗粒的合成机理进行了讨论，同时探讨了不同酸性条件下介孔二氧化硅表面形貌和介相结构的变化。     

酸性条件下纯硅六方介孔分子筛的合成(Ⅱ)合成温度、时间的影响及其与碱性合成的比较

本文以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,考察了反应温度和时间对酸性条件下合成纯硅六方介孔分子筛的影响,并与碱性合成路径相比较。结果表明,由于无机物种与表面活性剂之间的相互作用不同,六方介孔分子筛的酸性合成经历了与碱性合成完全不同的机理。对要到性合成来说,由于六方结构的形成取决于稳定的模板胶束的存在,并不特别依赖于硅物种的缩合,故高温、长反应时间等有利于缩合的因素对提高产品质量几乎没有促进作用,较高的反应温度甚至起反作用。因此,酸性合成宜采用室温条件。     

制备方法对双介孔钴基催化剂结构及其费-托反应性能的影响

以双介孔分布MCM-41分子筛为载体,采用等体积浸渍、氨水气相诱导水解和过量浸渍法制备了费-托合成钴摹催化剂,并考察了它们的孔结构、活性物种分布及费-托合成催化性能.结粜表明,采用等体积浸渍法和氨水气相诱导水解法制备的催化剂都保持了较好的双介孔特性,Co颗粒人部分位于分子筛的孔道内部.过量浸渍法和等体积浸渍法制备的催化...     

单分散介孔氧化硅纳米颗粒的制备及其在生物材料方面的应用

单分散介孔氧化硅纳米颗粒由于其自身的优点,在当前许多领域有着广泛的应用前景。本文综述了近十几年来单分散介孔氧化硅纳米颗粒的制备方法以及在生物材料方面的应用。在制备方法方面,根据其制备机理分为稀溶液法、微乳法、模板剂法以及向反应体系中加入不同的添加剂等方法,制备出分散性好、不同形态、孔径尺寸可调的介孔氧化硅纳米颗粒。在生物材料的应用方面,主要介绍了其在药物与生物活性分子的负载与控制释放、生物大分子的固载与分离、生物标记与临床诊断等方面的应用。     

中空介孔硅球原位接枝聚苯胺及其pH响应性药物控制释放行为

通过原位化学氧化聚合的方法,在中空介孔二氧化硅纳米粒子表面成功接枝上了聚苯胺(HMSsPANI).借助透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、氮气脱附吸附等温测试(BET)、热失重(TGA)、小角粉末衍射(XRD)和zeta电位测试等手段表征了其结构性质.通过循环伏安曲线研究,发现HMSs-PANI分散体系在不同pH条件下具有电化学活性的转变性质,证实了HMSs-PANI在酸性条件下能够进行有效的掺杂从而具有电化学活性.最后用HMSs-PANI来负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX),其展现了良好的酸性pH可控释放行为,在pH=7.4时,22 h后仅有15%的药物累计释放量.在pH=5的条件下,22 h后累计释放量达到44%,而在pH=4条件且同样时间之下,释放量为60%.总之,合成的HMSs-PANI酸响应药物控制释放体系在药物传输领域具有潜在应用.     

When Mesoporous Silica Meets the Alkaline Polyelectrolyte: A Controllable Synthesis of Functional and Hollow Nanostructures with a Porous Shell

An efficient and environment friendly surface‐protected etching method by using mesoporous silica as a template and alkaline polyelectrolyte as both the protecting and etching agent was developed to prepare a SiO₂ nanotube with a porous shell. The polyelectrolytes attached to the template not only create a localized alkaline environment, but also effectively protect the silica surface, whereas the mesopore channels accelerate the diffusion of etchant throughout the template, all of which facilitate the formation of hollow structures in a fully controllable way. By tuning the etching power and protecting ability of the polyelectrolyte, the rigidity and porosity of products can be precisely manipulated. It is inspiring that various alkaline polyelectrolytes including polypeptide and dextran derivative can be used for the etching process, so that the porous and hollow nanostructures are born with positively charged and biocompatible surface as well as abundant amino groups for further coupling, which make them potential capsules for drug delivery and probes for imaging and detection. The protective etching process can also be extended to the preparation of yolk‐shell super structures with functional cores, or porous nanoparticle assemblies with their individual characteristics maintained.     

中空介孔硅铝球形分子筛的制备及催化裂解性能

利用沸石前驱体溶液和介孔硅球(MSS)为原料,通过水热法成功制备了具有中强酸性介孔壳的中空介孔硅铝球形分子筛(HMAS)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2-吸脱附、27Al核磁共振(27Al NMR)及NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对材料的结构和性能进行了表征。研究结果表明,在MSS的中空过程中伴随有物质再分配和介孔结构的逐渐演变。MSS介孔孔道中的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子,一方面保护MSS免遭强碱性沸石前驱体溶液的溶蚀,另一方面作为形成HMAS介孔壳层的模板剂。在此CTAB分子的作用下,沸石前驱体结构单元被引入到HMAS的介孔球壳上。所得材料具有介孔结构和中强酸性,在催化裂解1,3,5-三异丙苯反应中表现出优异的催化性能。