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...     

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。     

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．     

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。     

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.     

硅球负载高分散钴基催化剂的制备及其费-托合成催化性能研究

利用等体积浸渍法将钴前驱体浸渍在结构规整的硅球(SP)载体上,在不同强度的等离子体场中分解钴盐,制备出一系列高分散Co/SP催化剂。采用X射线粉末衍射、氮气物理吸附-脱附、扫描透射电子显微镜和傅里叶红外变换光谱等表征手段对催化剂结构进行表征,并在固定反应器上进行费-托合成催化性能测试,探讨等离子体处理强度对费-托合成催化剂的分散度、还原度、相互作用的影响规律。结果表明,等离子体处理催化剂在费-托合成反应中表现出比焙烧样品更优越的催化性能,其中,Co/SP-P650W由于具有较适宜的分散度和相对较高的还原性,呈现出最高的费-托合成反应活性。     

中孔分子筛HMS负载钴催化剂在费-托合成中的应用:载体HMS的孔径对钴基催化剂性能的影响

 用不同链长度的十二胺，十四胺，十六胺和十八胺等伯胺为模板\r\n剂合成了具有不同孔径大小的HMS中孔分子筛．XRD和低温氮吸附测定表\r\n明，HMS具有典型的中孔分子筛特征，且其孔径大小随HMS合成中所用模\r\n板剂链长度的增加而增加．以HMS为载体，采用孔体积浸渍法制备了负\r\n载量为7．5％的钴催化剂，在接近工业试验条件下（n（H2）／n（CO）\r\n＝2．1，GHSV＝500h－1，p＝2．0MPa，θ＝227℃）考察了载体孔径大\r\n小对费－托合成反应性能的影响．结果表明，与常规的SiO2载体相比，\r\nHMS负载钴催化剂具有更高的催化活性和C5＋选择性；而且，CO转化率\r\n，C5＋选择性及产物中的蜡油比均随着HMS载体孔径的增大而升高．以\r\n7．5％Co／HMS－18为催化剂，CO转化率为78．0％，C5＋选择性为80．\r\n8％，蜡油比为11．1．     

Co/HMS和Co/SiO2催化剂的表征及在费-托合成反应中的催化性能

 HMS介孔分子筛经水热处理得到无定形SiO2,分别以无定形SiO2和HMS为载体,用浸渍法制得了15%Co/SiO2和15%Co/HMS催化剂. 研究表明: 氧化态Co/SiO2和Co/HMS催化剂中的钴物种以Co3O4形式存在,且Co3O4晶粒粒径均较相应催化剂的孔径大,故有部分钴物种存在于催化剂外表面; 氧化态Co/HMS催化剂中的钴物种堵塞孔道较为严重; Co/HMS催化剂中存在较强的金属-载体相互作用,因此Co/HMS催化剂较Co/SiO2催化剂难还原; Co/HMS催化剂还原后具有较高的钴分散度,使其具有优异的费-托合成反应性能.     

贵金属助剂对费-托合成用钴基催化剂的促进作用

贵金属助剂促进的费-托合成用钴基催化剂具有高活性和长链烃(C₅⁺)选择性优越等特点,被广泛应用于由合成气制清洁燃料的合成反应中。 本文重点讨论了贵金属助剂对活性钴物种的结构（还原度、分散度、双金属颗粒或合金的构成）, 钴基催化剂稳定性以及其对费-托合成的反应速率和产物选择性的影响规律。     

Effects of ceria addition and pre-calcination temperature on performance of cobalt catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

Summary The effect of ceria addition on the performance of 10 wt.% Co catalysts supported on SiO2 and Al2O3 for Fischer-Tropsch synthesis has been investigated. The catalysts were prepared by impregnation method and characterized by X-ray diffraction technique. The catalytic tests (P = 1 atm, T = 488 K, H2/CO = 2, GHSV=1800 h-1) indicate that with addition of ceria, significant changes in CO conversion and hydrocarbon selectivities are observed. Also, the experiments show that the performance of 10 wt.% Co-CeO2/Al2O3 depends on the ceria concentration as well as on the pre-calcination temperature.     

Study on iron-manganese catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

Iron-manganese catalysts were prepared by co-precipitation method.Characterization of catalysts was carried out by using X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),temperature program reduction(TPR),N2 adsorption-desorption measurements.The results from catalytic performance tests in Fischer-Tropsch synthesis showed that the iron-manganese catalysts are supersensitive to catalyst composition and materials source.It was found that C2~4 light olefins increased while CH4 and CO2 decreased by using iron-manganese catalyst prepared from iron(II) sulfate(A catalyst).The activity and selectivity of A catalyst was studied in different operational conditions.The results showed that the best operational conditions for C2~4 light olefins production were H2/CO=1/1(GHSV=2400h-1) at 260℃ under 0.3MPa total pressure.     

CO加氢制备低碳烯烃Fe基、Co基催化剂研究进展

CO加氢制备低碳烯烃是非石油路线获得烯烃的重要反应,其反应路线有直接法和间接法。直接法制备低碳烯烃具有反应路线短、能源利用率高、经济高效等优势。综述了近年来Fe基催化剂、Co基催化剂在CO直接制备低碳烯烃中的研究进展。分析认为：费托合成过程产物选择性遵循Anderson-Schulz-Flory（ASF）分布规律,助剂和载体的使用一定程度提高Fe基、Co基催化剂的低碳烯烃选择性。     

Secondary reactions of ethylene and propylene in the Fischer-Tropsch synthesis on cobalt-aluminum and cobalt-chromium catalysts

The only secondary reaction of olefins in the Fischer-Tropsch synthesis on Co/SiO₂·Al(III) and Co/SiO₂·Cr(III) with 2.7·10⁻⁶ and 4.0·10⁻⁶ g-ion/m² cation concentration in the support matrix, respectively, is dimerization of ethylene to give a four-carbon intermediate, which participates in the growth of C-C bond chains according to the classical FT synthesis mechanism. When the chromium concentration is increased by a factor of 1.7, secondary ethylene reactions occurring on the acid sites of the catalyst are also observed. When the aluminum concentration is increased by a factor of 3.4, we observe the oligomerization of ethylene and propylene. The secondary reactions of ethylene mainly result in linear hydrocarbons, while oligomerization involving propylene gives a significant amount of branched hydrocarbons. __________ Translated from Teoreticheskaya i éksperimental’naya Khimiya, Vol. 44, No. 2, pp. 115–120, March–April, 2008.     

铁基费托合成催化剂相变调控及反应性能

在Fe基模型催化剂上,通过先深度还原后控制碳化的方法实现了物相结构的调控.采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、程序升温脱附技术和激光拉曼光谱等方法表征了催化剂还原和反应前后的物化性质,并在固定床反应器中考察了不同条件活化后催化剂上费托反应性能.结果表明,H₂还原后的催化剂主要由α-Fe相组成,且随着还原温度的提高,α-Fe相的致密程度增加,平均晶粒尺寸增加,稳定性提高;再采用乙烯对H₂还原后催化剂进行碳化,可有效控制α-Fe的碳化速度,使碳化过程主要发生在Fe晶粒表层,同时改变了催化剂在反应过程中的物相变化,乃至其催化性能.与纯H₂或合成气气氛活化的催化剂相比,采用先H₂还原后乙烯碳化的预处理方法能够明显提高催化剂的活性和稳定性.     

还原温度对Fe-Mo催化剂性质及F-T合成性能的影响

研究了还原温度对Fe-Mo催化剂性质及费托(F-T)合成性能的影响。采用N₂物理吸附、X射线衍射、穆斯堡尔谱和H₂程序升温脱附技术对催化剂进行了表征。结果表明,随还原温度升高,金属铁晶粒粒径增大,金属铁上的H₂吸附量先升后降;催化剂还原度提高,反应态催化剂碳化铁含量递增。催化剂F-T合成性能在280 ℃、1.5 MPa、2 000 h^-1、合成气H₂/CO比为2.0条件下在固定床反应器中测试。反应结果表明,随还原温度提高,催化剂接近稳态时的活性和重质烃选择性(C₅⁺)先升后降,而甲烷选择性则先降后升。350 ℃还原催化剂具有最佳F-T合成反应性能。     

Cobalt catalysts supported on silica nanotubes for Fischer-Tropsch synthesis

Silica nanotubes(SNT) have been synthesized using carbon nanotubes(CNT) as a template.Silica-coated carbon nanotubes(SNT-CNT) and SNT were loaded with a cobalt catalyst for use in Fischer-Tropsch synthesis(FTS).The catalysts were prepared by incipient wetness impregnation and characterized by N2 physisorption,X-ray diffraction(XRD),hydrogen temperature programmed reduction(H2-TPR) and transmission electron microscopy(TEM).FTS performance was evaluated in a fixed-bed reactor at 493 K and 1.0 MPa.Co/CNT and Co/SNT catalysts showed higher activity than Co/SNT-CNT in FTS because of the smaller cobalt particle size,higher dispersion and stronger reducibility.The results also showed that structure of the support affects the product selectivity in FTS.The synergistic effects of cobalt particle size,catalytic activity and diffusion limitations as a consequence of its small average pore size lead to medium selectivity to C5+ hydrocarbons and CH4 over Co/SNT-CNT.On the other hand,the Co/CNT showed higher CH4 selectivity and lower C5+ selectivity than Co/SNT,due to its smaller average pore size and cobalt particle size.     

费-托合成Co/ZrO2-Al2O3催化剂反应性能的研究

以ZrOCl2·6H2O和AlCl3为原料,采用共沉淀方法制得一系列不同ZrO2质量分数的ZrO2-Al2O3混合氧化物载体;并以该混合氧化物为载体,采用初湿浸渍法制得钴质量分数为12％的Co/ZrO2-Al2O3催化剂。XRD、NH3-TPD、TPR和原位IR等表征结果表明,随着混合载体中ZrO2质量分数的增加,载体比表面积先增加后减少,混合载体的平均孔径则小于单一氧化物ZrO2和Al2O3的平均孔径。ZrO2和Al2O3载体混合后会导致氧化物的比表面积和酸性增大并且有新的物相生成。当混合氧化物用作载体时,能够抑制载体表面金属钴的分散,改变催化剂的还原行为,降低催化剂对CO物种的吸附能力。CO加氢反应表明,与单一金属氧化物相比,钴负载ZrO2-Al2O3混合氧化物催化剂的加氢活性和重质烃选择性有所降低。     

还原-氧化-还原过程对Co-ZrO_2共沉淀催化剂结构及其费托合成反应性能的影响

采用程序升温还原、氮吸附、X射线衍射、Raman、XPS和H2-TPD等方法研究了还原(400℃,氢还原)-氧化(室温,暴露空气中氧化)-还原(250℃或400℃,氢还原)预处理过程对Co-ZrO2共沉淀催化剂结构的影响,考察了催化剂在不同反应器中的费托反应性能。结果表明,催化剂还原氧化前后钴物种均以Co3O4形式存在,颗粒直径无明显变化;还原氧化处理后催化剂表面钴物种含量有所下降,但H2-TPD结果显示催化剂经还原-氧化-还原后氢吸附量增加。另外,还原氧化过程能够降低催化剂表层钴物种的还原温度。反应结果表明,催化剂经还原氧化还原处理后活性明显增加,甲烷选择性降低。