钴基催化剂在Fischer-Tropsch合成烃中的研究进展

F2T 合成中催化剂的选择是关键。本文对近十几年来钴基催化剂在F2T 合成烃中的催化性能进行了评述, 重点讨论了负载型钴基催化剂制备过程中载体、钴源、助剂和制备方法等因素对催化剂活性、选择性控制等方面的影响。     

中孔载体上组装Ti催化活性中心的研究Ⅲ. 中孔分子筛与钛化合物键合作用的红外光谱表征

FT-IR表征了中孔分子筛(HMS)载体与钛酸异丙酯、四氯化钛、酒石酸的键合作用, 这种键合作用均会诱导载体的硅氧四面体发生弱的畸变, 而在960 cm-1附近出现吸收谱带.键合温度、溶剂以及钛源均会影响谱带的位置和强度.测得的钛负载量与该谱带强度成正比.催化苯乙烯环氧化结果表明, 键合温度、钛源、钛中心配位环境对键合催化剂的活性和环氧化选择性均有较大的影响.     

SrFeO3-x可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能研究

采用水热及柠檬酸法相结合的方法,制备了钙钛矿型复合氧化物SrFeO3-x(0＜x＜0.5)光催化剂.用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS-UV-Vis)、表面光电压谱(SPS)和场致表面光电压谱(EFISPS)表征制备的SrFeO3-x.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,在可见光(λ≥430nm)照射下,首次考察了钙钛矿型复合氧化物SrFeO3-x的光催化性能,得到了较好的结果.     

微波辐射促进ZnCl2与Y分子筛固相反应的研究

ZnCl2/Y catalysts prepared by solid-state reaction of anhydrous ZnCl2 and Y zeolites under microwave irradiation were characterized by XRD, IR and AAS. ZnCl2 was intercalated in Y zeolites and dispersed on the surface of Y zeolite, part of ZnCl2 dispersed could result in solid-state ion exchange with Y. The amount of dispersion and solid-state ion exchange were related to ZnCl2 loading and the surface acid property of the zeolite. When ZnCl2 loading was 37.5% (mass fraction) in NaY zeolite, ZnCl2 was still completely dispersed on the surf are of zeolite and the degree of solid- state ion exchang was 84%. The appearance of new band at 890 cm-l in the framework IR spectra of ZnCl2/NaY sample was due to the dispersed ZnCl2 coordinating strongly with oxygen of NaY surface. With the increasing of the number of arid centers and the acid strength of the surface of Y zeolite the amount of solid-state ion exchange decreased.     

微波固相法制备ZnCl2/Y在α-蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能

 考察了微波固相法制备的ZnCl2／Y分子筛催化剂在α－蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能．催化剂活性及产物选择性与分子筛表面的酸性有关．在微波作用下,ZnCl2可分散于分子筛表面且可与分子筛中的阳离子发生固态离子交换反应．分散的ZnCl2（中强L酸）有利于生成龙脑烯醛,固态离子交换生成的ZnY（弱L酸）有利于α－蒎烯环氧化物重排生成松蒎酮;不同Na＋交换度的HY分子筛表面具有不同的B酸中心,B酸的存在可使重排反应产物松香芹醇和香芹醇发生分子内脱水二次反应生成单萜烯．用微波固相法制备催化剂时,随着ZnCl2负载量的增加,产物香芹醇的选择性升高,分散于分子筛孔道内的ZnCl2有利于生成香芹醇．比较了不同溶剂对α－蒎烯环氧化物重排反应产物分布的影响,以环己烷作溶剂时,松蒎酮选择性可达24％．通过对分子筛表面酸性的调变可实现选择合成．     

微波固相法制备的ZnCl_2/Y在α-蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能

考察了微波固相法制备的ZnCl2 /Y分子筛催化剂在α 蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能 .催化剂活性及产物选择性与分子筛表面的酸性有关 .在微波作用下 ,ZnCl2 可分散于分子筛表面且可与分子筛中的阳离子发生固态离子交换反应 .分散的ZnCl2 (中强L酸 )有利于生成龙脑烯醛 ,固态离子交换生成的ZnY(弱L酸 )有利于α 蒎烯环氧化物重排生成松蒎酮 ;不同Na+ 交换度的HY分子筛表面具有不同的B酸中心 ,B酸的存在可使重排反应产物松香芹醇和香芹醇发生分子内脱水二次反应生成单萜烯 .用微波固相法制备催化剂时 ,随着ZnCl2 负载量的增加 ,产物香芹醇的选择性升高 ,分散于分子筛孔道内的ZnCl2 有利于生成香芹醇 .比较了不同溶剂对α 蒎烯环氧化物重排反应产物分布的影响 ,以环己烷作溶剂时 ,松蒎酮选择性可达 2 4% .通过对分子筛表面酸性的调变可实现选择合成 .     

有机官能化介孔硅基材料负载纳米金催化剂的制备及其催化性能

一步合成了桥键嵌入二硫醚官能化介孔硅基材料(PMO-SBA-15),利朋介孔硅基材料孔道内表面的二硫醚基团捕获纳米金(Au)粒子的作用,获得了负载型纳米Au催化剂(Au-PMO-SBA-15).小角X射线衍射和低温N2吸附-脱附的结果表明,PMO-SBA-15和Au-PMO-SBA-15均保持典型的介孔结构;高分辨透射电镜观察到纳米Au粒子在载体孔道内分散均匀,甲均粒径为(2.2±0.2)nm.以70%的叔丁基过氧化氧水溶液为氧化剂,考察了纳米Au催化剂Au-PMO-SBA-15在苯甲醇氧化反应中的催化性能.结果表明,当反应温度为353 K、反应时间为5 h时,苯甲醇的转化率为29.1%,苯甲醛的选择性为100%,且催化剂重复使用7次其催化活性和苯甲醛选择性基奉不变.     

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．     

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。     

中孔载体上组装Ti催化活性中心的研究Ⅰ-钛配合物在中孔HMS载体上的组装

利用六角中孔硅载体（记为 HMS）上丰富的表面羟基与钛酸异丙酯、四氯化钛的交换反应,实现了钛配合物在载体上的组装。 FT-IR表征表明载体与钛化合物的键合作用会使样品出现一个新的 960cm－ 1带, 该带可归属于与钛化合物键合的 Si-OH振动带;交换温度会明显影响钛化合物与载体羟基的交换反应模式;酒石酸二乙酯（ DET）被键合后其 C=O带没有明显位移证明 DET是以其 OH与键合在载体上的钛化合物发生键合作用。在催化苯乙烯环氧化反应中,键合于载体上的钛配合物比其均相配合物的催化活性要高得多,钛源、配体和交换温度对催化氧化活性和环氧化选择性均有较大影响。