无溶剂法原位合成多级孔Fe@MFI催化剂对费托合成反应性能的影响

采用联合浸渍法-无溶剂法制备了一系列负载型和封装型催化剂,通过XRD、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、SEM和TEM等手段对催化剂进行物化性能表征,并考察了所制备催化剂对合成气直接转化成汽油烃类的反应性能的影响。表征结果显示,采用无溶剂法成功合成了具有MFI骨架结构的Fe@MFI催化剂,Fe粒子较好地封装在沸石内部;催化剂的孔结构和酸中心的协调作用是影响费托合成产物分布的主要因素。实验结果表明,具有多级孔结构的Fe@MFI催化剂展现出良好的汽油选择性,离子交换作用有效改善了H型Fe@HZSM-5催化剂的孔结构和表面酸性,使得汽油和异构烷烃的选择性得到了明显提升。     

乙烷在Sb-Fe-O催化剂上的吸附及反应性能研究

用共沉淀法制备了Sb Fe O催化剂 ,用BET、XRD、TEM、TPR、TPD、IR、微反等方法对催化剂的组成、结构、吸附性能及乙烷氧化反应性能进行了研究。实验结果表明 :用共沉淀法制备的Sb Fe O催化剂粒子为超细结构 ,粒子大小分布为 10～ 2 0nm ,乙烷分子中的H吸附在催化剂表面的Lewis碱位Sb =O双键上的端基氧原子上 ,氧化产物为乙烯和碳氧化物 ,乙烯的选择性可达到 70 %以上     

硅溶胶粒径对沉淀铁催化剂费托合成性能的影响

在相同的制备条件下,采用相同SiO_2浓度、不同粒径的硅溶胶作为硅源制备费托合成沉淀铁Fe/Cu/K/SiO_2催化剂,考察了硅溶胶粒径对沉淀铁催化剂费托合成反应性能的影响。实验结果表明,硅溶胶的粒径在7~18 nm范围内时,硅溶胶粒径的不同会对沉淀铁催化剂的反应性能产生影响;随硅溶胶粒径的增加,催化剂的费托合成反应CO转化率明显下降。采用XRD、N_2吸附-脱附和H_2-TPR等方法表征了硅溶胶粒径对费托合成沉淀铁催化剂的织构和性能。表征结果显示,硅溶胶的粒径越小,催化剂主物相α-Fe_2O_3晶粒和比表面积越大,越有利于催化剂的还原和碳化,因而有利于催化剂CO反应性能的提高。     

费托合成催化剂的研究进展

围绕费托合成反应产物分布的有效调控这一关键科学问题,综述了近年来在该反应催化剂的设计和研制方面所取得的重要研究进展针对载体(特别是具有规则孔道结构的分子筛或碳材料等)的孔道效应、各类助剂的本质等催化剂方面的关键因素对铁、钴和钌基催化剂的活性及产物选择性的影响进行了系统分析,并探讨了相关体系中的活性金属尺寸效应。还概述了最近在费托合成反应中涌现的新催化材料、新催化剂制备方法和新反应体系。     

费托合成钴基催化剂预处理研究进展

介绍了近年来钴基催化剂在费托合成反应中预处理方面的研究进展。重点评述了预处理气氛、预处理温度以及还原-氧化-还原预处理手段对负载型钴基催化剂结构以及费托合成反应活性的影响,并对今后催化剂的研究提出了一些建议。     

费托合成浸渍钴基催化剂的研究

采用浸渍法制备钴基催化剂,对催化剂进行了XRD表征。考察了反应温度、空速对催化剂费托合成反应性能的影响,催化剂的500 h稳定性实验结果表明催化剂具有很高的活性和稳定性。     

水对单管运转Co基催化剂的F-T合成性能及结构的影响

采用浸渍、沉淀复合方法制备了Co基费托合成催化剂,并用XRDD、TPR和N2-吸附等手段对催化剂进行了表征.考察了催化剂在费托合成中的反应行为和结构变化,并进一步研究了水对催化剂的反应行为和结构的影响.实验结果表明,水的引入显著改变了活性组分和助剂ZrO2的晶粒尺寸,但反应过程中水对催化剂的活性和选择性的影响较小,催化剂显示了较强的抗水致失活能力.     

航空生物燃料生产工艺研究进展

航空生物燃料主要由链长为8～16的直链烷烃组成,具有较好的低温发动机启动性能及润滑性。对航空生物燃料的原料来源、生产过程(包括费托合成、加氢脱氧、快速热解及生物化学转化工艺)进行了综述。其中,费托合成及加氢脱氧工艺成功的关键在于催化剂的选择,随使用的催化剂和操作条件的不同,合成的产品也不同。Co基和Fe基催化剂是常用的费托合成催化剂,而Ni基催化剂因具有较高的加氢脱氧活性被广泛应用于加氢脱氧制备航空生物燃料。对生物燃料应用于航空领域所面临的问题进行了讨论,指出解决生物燃料原料供给、降低生产成本是促使航空生物燃料工业化的关键因素。     

载体制备方法对Co/TiO_2/SiO_2催化剂结构及费托合成反应性能的影响

分别采用浸渍法、沉淀法、醇盐水解法、水解回流法制备TiO2/SiO2复合氧化物,采用等体积浸渍法制备费托合成Co/TiO2/SiO2催化剂。通过XRD、Raman、FT-IR、TPR等表征手段考察载体制备方法对催化剂结构的影响,通过费托合成反应考察载体制备方法对催化剂反应性能的影响。实验结果表明,载体中TiO2的引入,调整了钴与SiO2之间的相互作用,使钴物种实现了适宜的还原度与分散度,进而提高了催化剂的费托合成反应活性,降低了甲烷的选择性并提高了C5+烃的选择性。     

费托合成Co基催化剂预处理研究进展

预处理对于费托合成技术具有极其重要的作用,综述了Co基催化剂预处理方法(预处理温度、预处理气氛、还原-氧化-还原、还原-碳化-还原和特殊处理方法)的研究进展,讨论了预处理对Co基催化剂的晶粒尺寸、晶相结构、还原度和分散度、稳定性和费托反应性能的影响,并对今后催化剂的研究提出了一些建议。     

铑基非均相催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用研究进展

烯烃氢甲酰化反应是工业中合成醛的重要过程,铑基均相催化剂难以回收的缺点会大大增加烯烃氢甲酰化反应的成本。负载固相多相催化剂因其简便的分离循环操作而广受关注,但存在反应活性较差、金属流失量较大和催化剂制备成本较高等问题,开发催化性能和回收性能好的非均相铑基催化剂具有广阔的前景。以无机固体载体固定化催化剂、HRh(CO)(PPh₃)₃封装型多相催化剂、多孔有机配体(POL)材料负载催化剂和单原子金属间纳米催化剂这4类催化剂为主线,综述了用于烯烃氢甲酰化反应中多相负载型铑基催化剂的研究进展。在多相负载型铑基催化剂中,膦配体组成及制备条件、载体种类及性质和铑与其他金属协同作用等均能对其催化烯烃氢甲酰化反应的催化性能产生影响,对上述4类催化剂的优、缺点和发展前景进行了简要分析。在今后的研究中,建议设计给电子能力强、空间位阻大的膦配体,发掘高比表面积、多级孔道结构的无机/有机载体,深入探究金属纳米粒子间的相互作用,进一步提高铑基催化剂在烯烃氢甲酰化中的催化性能和回收性能。     

费托合成钴基催化剂颗粒内的传递反应行为分析

基于费托合成钴基催化剂反应动力学模型,建立了针对费托合成复杂多重反应体系的多组分扩散-反应的颗粒数学模型,以此为基础,考察了费托合成体系中催化剂颗粒尺寸、操作条件及反应物在颗粒内的传递反应行为等对费托合成反应性和产物选择性的影响。结果表明,对于毫米级钴基催化剂,费托合成反应主要发生在催化剂颗粒的外部壳层,0.2R_p～0.3R_p厚度区域(R_p为催化剂半径),低碳烃较易在催化剂颗粒内部产生,重质烃则易在催化剂颗粒表面产生,催化剂内部温升为0.0534℃,不会造成催化剂烧结。升高温度和增大颗粒尺寸抑制烃类产物的链增长,增大压力则有利于产物碳链的增长和重质烃的生成。工业用固定床钴基催化剂颗粒采用圆柱形Φ2×2～Φ4×4 mm(直径×高)最为适宜,CO内扩散有效因子范围为0.15～0.30。     

费-托合成催化剂颗粒的扩散与反应模型

假定费托合成铁基催化剂颗粒孔隙内充满着液体蜡,在费托合成反应条件下研究了催化剂颗粒内的扩散和反应行为。认为反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒外表面,再从外表面向催化剂的孔道内部扩散,然后在催化剂内部孔道所组成的内表面上进行催化反应;基于费托合成反应动力学模型和双α-ASF产物分布模型,建立了催化剂颗粒内的扩散与反应数学模型;考察了催化剂颗粒内的扩散反应行为以及反应温度、反应压力与颗粒尺寸对费托合成反应结果的影响;同时讨论了球形催化剂颗粒的内扩散有效因子与Thiele模数的相互关系。结果表明：反应温度与颗粒尺寸对费托合成反应性能有很大的影响,而反应压力对费托合成反应性能的影响不明显;催化剂颗粒的内扩散有效因子随着Thiele模数的增加而减少。     

用程序升温碳化法研究助剂对铁基催化剂碳化过程的影响

采用程序升温碳化法(TPC)研究了用共沉淀法和浸渍法制备的费托合成(F-T合成)Fe、Fe/K、Fe/Cu及Fe/Cu/K催化剂在原料气(H_2/CO=2.1)气氛下的碳化过程。结果表明,纯Fe催化剂的碳化过程可分为3个阶段:催化剂碳化生成金属碳化物阶段;金属碳化与表面碳气化的竞争阶段;非活性碳形成阶段。K助剂促进了碳化物的生成,也有利于表面非活性碳的积聚.Cu助剂抑制碳化物的生成,但使表面碳气化反应易于发生。     

金属负载型MOFs催化剂的制备方法及在催化加氢中的应用进展

综述了金属负载型MOFs基催化剂的两种制备方法,即以MOFs为载体负载纳米金属颗粒和将MOFs高温碳化衍生为负载金属纳米颗粒的碳载体复合催化剂。相较于传统负载型催化剂,以MOFs为载体负载纳米金属颗粒的催化剂拥有更大的比表面积和更丰富的孔道结构;将MOFs高温碳化衍生的催化剂拥有可调变可设计的结构、更好的稳定性和寿命等优势。介绍了这两种方法制备的催化剂在催化加氢反应中的应用情况,并展望了MOFs基催化剂的发展和应用前景。     

微乳液法制备纳米催化剂及其在加氢反应中应用的研究进展

综述了微乳液法制备纳米粒子、纳米催化剂及其应用方面的研究进展。介绍了超临界微乳液法制备纳米催化剂的特点;重点介绍了微乳液法制备纳米催化剂在不饱和键加氢、芳烃加氢和碳氧化合物加氢反应中的应用,微乳液法制备的纳米催化剂在加氢反应中表现出了较高的催化性能;并提出微乳液法制备纳米催化剂发展的需要解决的问题。     

hcp-Co基费托合成催化剂的研究进展

由于Co基费托(F-T)合成催化剂具有优异的催化性能,一直受到学术界和工业界的广泛关注。近年来人们发现Co基催化剂对F-T合成反应的催化活性与催化剂晶体结构有紧密关系,六方密堆积(hcp)相Co基催化剂的催化活性大于面心立方(fcc)相Co基催化剂的催化活性。综述了hcp-Co基F-T合成催化剂的最新研究进展,介绍了hcp-Co的晶体结构、B5活性位点的分布、hcp-Co不同晶面对C—C链增长机理的理论计算结果及制备hcp-Co基催化剂的实验方法,展望了Co基催化剂的未来发展方向。     

多产低碳烯烃费托铁基催化剂研究进展

用于费托合成反应的铁基催化剂有负载铁基催化剂、熔铁催化剂和沉淀铁催化剂,结合催化剂载体、助剂对催化剂反应性能和选择性的影响,详述了合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究现状和进展,并对未来多产低碳烯烃铁基催化剂的发展方向进行了展望。     

稠油水热裂解中的金属纳米粒子催化剂研究进展

为了促进稠油开采用催化水热裂解技术的发展,从作用机理、制备与改性方法、性能评价等方面,综述了国内外稠油水热裂解中的金属纳米粒子催化剂,包括镍基纳米粒子、钼基纳米粒子和铁基纳米粒子以及纳米粒子催化剂表面改性的研究现状,并对今后金属纳米粒子催化剂在稠油水热裂解中的研究与应用提出了建议与展望。     

费托合成钴基催化剂载体研究进展

综述了费托合成钴基催化剂载体的最新研究进展,详细分析了金属氧化物(如SiO_2、Al_2O_3、TiO_2和ZrO_2等)、分子筛、新型碳材料(如活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管、碳化硅、石墨烯等)载体对钴基催化剂的还原度、分散度、催化活性和选择性等的影响。在此基础上,提出了钴基催化剂载体存在的问题和未来发展方向。