助剂对Co／HMS催化剂结构和F-T合成性能的影响

详细研究了钍、锆、锗及铈助剂对钴质量分数为15％的Co／HMS催化剂结构、 F-T合成CO转化率、CO2选择性及烃分布的影响,结果表明：钍能适当提高F-T合成 活性,且低温下具有较强的链增长能力;锆、锗、铈降低了催化剂CO转化率,催化 剂加氢能力变强,导致低碳烃增加较快,汽柴油馏分段减低,相应的链增长能力降 低,并以锰和铈较为明显;XRD,TPR及TG表征表明：锆和铈可提高催化剂Co还原度 ,但F-T合成反应时金属Co易披氧化,反应中金属Co量明显减少,CO转化率降低, 并以铈最为显著;Th助催化剂Co还原度稍有减低,Co分散度高于Co／HMS,且反应 中金属Co较为稳定,Co转化率得以提高;添加Mn助剂后,催化剂难以还原,反应中 活性相金属Co量较小,CO转化率较低．     

F-T柴油在直喷式柴油机中燃烧与排放特性的研究

煤通过Fischer-Tropsch (F-T)合成可得到十六烷值高、硫和芳香烃质量分数极低的F-T柴油。研究分析了未作改动的单缸直喷式柴油机燃用F-T柴油时的燃烧和排放特性。结果表明,与燃用0号柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期平均缩短18.7%,预混燃烧放热峰值降低26.8%,扩散燃烧放热峰值较高,燃烧持续期相当。燃用F-T柴油时的最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,机械损失和燃烧噪音较小,燃油消耗率和热效率都得到显著改善。燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和炭烟排放,其中NOx和炭烟分别平均降低16.7%和40.3%。研究表明,F-T柴油是柴油机良好的清洁代用燃料。     

中孔分子筛负载的钴基催化剂F-T合成反应研究

以中孔分子筛HMS-2为载体,浸渍法制香钴质量分数为15.00%的钴基催化剂,F-T合成反应研究表明：载体焙烧时间对F-T合成反应性能影响不大;Co/HMS-2催化剂的F-T合成反应在运行141.00h达到483.00K后,在H2/CO摩尔比为2.00,压力2.00MPa,空速500.00h^-1反应条件下,CO转化率达到88.00%,烃选择性保持在98.00%左右,烃分布中C5^+含量可达85.00%左右,进一步运转了384.00h,CO转化率仅下降了9.00%,而烃选择性和烃分布几乎不变,说明Co/HMS-2催化剂F-T合成反应性能和稳定性优异。载体中孔结构在473.00K催化剂开始F-T合成反应24.00h后已经塌陷,随后催化剂结构趋于稳定。     

醇添加对钴基催化剂费托合成反应的影响

在固定床微反应器上利用全产物在线分析方法, 研究了钴基催化剂上伯醇C_nH_2n+1OH (n=2, 3, 5, 6)在惰性气氛(Ar)和氢气气氛下的反应行为以及添加C_nH_2n+1OH对费托(FT)合成反应的影响, 并结合原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)表征. 结果表明: 碳数为n的醇在Ar 气氛和H₂气氛下反应主要有脱羰和脱水两条反应路径, 分别生成碳数为n-1的烃和相同碳数的烃. 低碳数醇(乙醇和正丙醇)的添加对费托合成产物分布无明显影响; 而较高碳数的醇(正戊醇, 正己醇)的加入使碳数为n-1以上烃的选择性显著增加, 这是由于C_nH_2n+1OH加入后生成的碳数为n-1和n的中间体可进一步发生链引发反应, 生成更多的长链烃.     

C2H4在Fe3C(100)表面吸附及脱氢裂解的密度泛函理论研究

采用自旋极化密度泛函理论和周期平板模型,对C₂H₄在铁基费托合成催化剂活性相之一Fe₃C（100）表面从热力学和动力学两个方面分析了C₂H₄在Fe₃C（100）表面进行脱氢和裂解反应的竞争性。结果表明,C₂H₄在Fe₃C（100）表面的μ-bridging吸附比π、di-σ吸附更加稳定;C₂H₄与Fe₃C（100）面的相互作用导致C₂H₄的C原子部分发生重新杂化（sp²→sp³）,使C原子呈近四面体结构。在Fe₃C（100）表面C₂H₄易于发生脱氢反应,C-C键裂解反应不具有竞争性。亚乙烯基CCH₂和乙烯基CHCH₂是Fe₃C（100）表面最丰的C₂物种,或是C₂H₄参与链增长的主要单体形式。     

沸石分子筛上程序升温脱附谱的Monte Carlo模拟研究Ⅱ．不同晶粒的沸石分子筛

沸石分子筛上程序升温脱附谱的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟研究＊Ⅱ．不同晶粒的沸石分子筛王建国李永旺陈诵英彭少逸（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）关键词沸石分子筛，程序升温脱附，ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟沸石分子筛被广泛用作吸附剂和催化剂的根...     

第一性原理研究C在Fe(111)表面和次表面的积炭机理

使用密度泛函方法对C原子在Fe(111)表面吸附团聚和次表层的吸附扩散进行了研究。在炭覆盖度θ_C <1 ML时,C主要以孤立的原子态存在并导致表面重构;1 ML≤θ_C ≤2 ML,"mC₂+nC"为主要的吸附形式;θ_C≥2 ML时,复杂的吸附形态比如碳链和岛状碳团簇开始生成。这些复杂岛状碳团簇是Fe(111)表面石墨沉积或碳纳米管生长的成核中心。在次表层,C原子在八面体位稳定存在。C在表面的迁移能垒为0.45 eV,由表面迁移到次表面的的能垒为0.73 eV。虽然C₂团簇的生成是热力学有利的,但是C向次表层的迁移动力学上占优。     

工业Fe-Mn催化剂上基于详细反应机理的F-T合成动力学模型Ⅱ.不同校正方法的动力学模型分析

 通过平衡闪蒸模拟催化剂孔道液体组成、烯烃物理吸附和虚拟烯烃分压等方法,考察了化学反应以外的非本征因素对F-T合成动力学模型的校正. 平衡闪蒸模拟催化剂孔道中烯烃组成的校正计算结果表明,在烯烃浓度出现峰值前,溶解度效应对烯烃再吸附及参与二次反应起主导作用,而在烯烃浓度出现峰值后,烯烃的扩散和物理吸附等效应可能起主导作用. 分析烯烃添加的反应器模拟结果发现,考虑烯烃物理吸附作用的动力学模型校正方法不能够正确反映烯烃添加实验的定性规律,而虚拟烯烃分压校正方法能够正确反映烃分布规律并可定量预测烯烃添加对产物分布规律的影响,这对需要尾气循环的F-T合成工业操作具有重要意义.     

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.     

工业Fe-Mn催化剂上费托合成反应动力学的研究

使用工业Fe-Mn催化剂,以搅拌釜反应器的实验数据为依据,受计算量子化学研究结果的启发,考察了两类费托合成反应机理,建立了相应的反应动力学模型并与文献模型进行了比较。结果表明,CO在氢参与下经含氧中间体解离的机理给出了最优的动力学模型,其与文献的结论一致。