费托合成熔铁催化剂对液体产物的影响

实验考察了温度、压力、H2/CO和空速等不同操作条件对固定床熔铁催化剂费托合成液态产物的影响,得出了液态产物在不同操作条件下的时空产率、烃类产率、含碳量(C5～C13)、烯烷比及正构烷烃与支链烷烃(正支比)的一些变化规律。     

熔铁催化剂超临界相费托合成的研究

在固定床反应器上进行了熔铁催化剂在超临界介质存在条件下的费托合成,并与气相费托合成进行对比。结果表明,由于超临界介质具有类似气体的传质速率和类似液体的溶解能力和热容,减小了催化剂床层过热,减少了催化剂床层积炭,增加了合成气在催化剂表面浓度,促进了产物的脱附,使CO转化率提高,α-烯烃选择性和C5＋选择性增加,甲烷选择性减小。实验考察了温度、压力、合成气比例、合成气空速对超临界相费托合成反应的影响。发现当反应温度或压力低于介质的临界温度及压力时,反应性能迅速下降,说明介质仅在其临界点以上才表现出优良的超临界性能。其他反应条件对超临界相费托合成反应性能的影响类似气相费托合成。     

还原条件对高温费托合成熔铁催化剂性能的影响

为了探索熔铁催化剂还原过程中物相变化及对高温费托反应性能的影响,采用SEM（扫描电子显微镜）、EDS（X射线能谱仪）、BET和原位XRD（X射线衍射）对催化剂进行了表征。并在类似工业条件（340℃、2.4MPa、H₂/CO比例为3.8）下,于固定床反应器上评价了费托反应性能。分析了不同升温过程、氢气分压、还原空速和还原时间对高温费托熔铁催化剂物相结构、晶粒尺寸、还原度等的影响。结果表明：起始升温速率影响显著,＞2.4℃/min时容易使催化剂局部温度过高进而还原速率过快,导致α-Fe晶粒快速长大并团聚。氢气分压影响还原度有转折点,＞70%时还原度变化趋势相同;对α-Fe晶粒尺寸的影响表现在低氢分压时更稳定,40h内40%H₂/Ar条件仅增加1nm。高还原空速（10000h^-1）使得还原催化剂表面孔道分布、孔径尺寸更均匀,还原效率及极限还原度更高;而低还原空速（1000~2000h^-1）则使得还原催化剂表/体相结构稳定,晶粒尺寸更稳定,费托合成反应活性高。还原时间在其他条件固定下有最佳值,420℃恒温还原到极限还原度后,α-Fe晶粒尺寸随还原时间延长继续缓慢增长。通过研究获得了适宜的还原条件为：还原升温速率0.4℃/min（200~350℃）~0.8℃/min（＜200℃）,空速5000h^-1,还原时间＜30h。     

CO2加氢制低碳烯烃催化剂的研究进展

CO₂加氢制低碳烯烃不仅可以节约化石燃料,还可以将化工产业的废产物CO₂加以转化利用,既可以减少CO₂造成的环境问题,又可以制备人们生活中必需的化学品。合理开发利用CO₂能够代替化石燃料,对人类生产生活和经济发展具有重要意义。该文详细叙述了CO₂加氢合成低碳烯烃的反应机理。针对CO₂加氢制备低碳烯烃的两条路径CO₂-Fischer-Tropsch直接法(CO₂-FT)和甲醇介导间接法(CO₂-MTO),分别阐述了两种路径所用催化剂类型、助剂、载体对CO₂转化率和烯烃选择性的影响,最后对CO₂加氢制低碳烯烃催化剂的研究方向进行了展望。     

熔铁催化剂活性相的调控及其费托反应性能

采用水热合成法,在制备MIL-101(Fe)的过程中加入熔铁催化剂,使熔铁催化剂表面涂覆MIL-101(Fe),通过碳化温度和碳化气氛的调变,制备了具有不同活性相组成(θ-Fe₃C和χ-Fe₅C₂)的熔铁催化剂,同时将其在340℃、1MPa和GHSV=12000h^-1反应条件下,进行费托合成反应性能评价,并运用XRD、SEM、CO-TPD、N₂-物理吸附等表征手段进行表征分析。结果表明,当催化剂中含有θ-Fe₃C时,具有更高的C₅₊选择性;在不同碳化气氛下,催化剂产生的活性相不同,且随碳化温度的升高,2种气氛下产生的活性相都可相互转化,但催化剂的反应性能相差显著。CO气氛下,当θ-Fe₃C部分转化为χ-Fe₅C₂,催化剂具有较高的活性,这是由于θ-Fe₃C和χ-Fe₅C₂的协同作用更利于CO的解离吸附,提...     

高温熔盐法捕集转化CO2技术的研究进展

高温熔盐法具有电化学窗口宽、良好的离子与热传导能力等特点,是实现CO₂捕集和高附加值转化的潜在技术之一。总结了近年来关于高温熔盐法捕集和转化CO₂技术的相关研究,从捕集和转化原理、惰性阳极、阴极产物、能耗等方面展开论述,并讨论了该技术的发展前景。     

尿素诱导铁/石墨烯合成及费托反应性能研究

费托合成是煤炭间接液化技术的核心,可以将煤炭资源经合成气转化为液体燃料等高附加值化学品.通过添加尿素一步水热法成功制备了石墨烯负载特定孔道结构的铁催化剂,并研究孔道结构对费托合成反应性能的影响.结果表明:添加尿素能够成功在铁纳米粒子中制造孔道,形成具有特定孔道结构的PFe-G催化剂,使其具有较高的孔体积和孔尺寸;尿素的...     

催化剂对费托合成的影响

本文介绍了近年来国内外费托合成研究现状,综述了近年来铁基催化剂和钴基催化剂的研究进展。     

高温对浆态床中Fe-Cu-K-Si催化剂费托合成反应性能的影响

为了研究高温对费托铁基催化剂性能的影响,在浆态床反应器中考察了高温对Fe-Cu-K-Si费托合成催化剂反应活性及选择性的影响。催化剂评价结果表明,与265℃相比,320℃下搅拌釜内浆液高度降低22%,但液面高度保持平稳;CO转化率提高了20%,CO_2选择性降低了2%左右。提高反应温度后,CH_4和C_2~C_4选择性分别提高了4.7%和11.72%,C_2~C_4的烯烷比提高了1.99;C_3的烯烷比从4.27提高到7.64,C_2的烯烷比从3.00提高到3.87,但是C3的烯烷比提高幅度明显高于C_2。升高温度可提高费托合成的CO转化率、C_1~C_4低碳烃选择性及烯烷比,但也降低了C_(5+)的选择性。因此,工业生产中要根据烃类产品分布的实际需要来控制反应温度。     

CO2加氢合成二甲醚催化剂的研究进展

二甲醚是近年来开发的重要的化工产品,用途广泛。本文对二氧化碳加氢合成二甲醚的反应机理及催化剂研究进展进行了综述。     

甲基/氨丙基杂化Co/SiO2催化剂的制备、表征及费托反应性能

制备了甲基或甲基/氨丙基杂化的Co/SiO2催化剂并用于费托合成反应。结果表明,催化剂上的甲基和氨丙基在氧化气氛和还原气氛中均具有较高的稳定性,CO加氢反应活性随着催化剂中甲基量的增加而提高,随着氨丙基量的增加而明显降低。甲基促进了费托合成链增长能力,而氨丙基对重质烃的生成具有明显抑制作用。总之,通过调控催化剂上甲基与氨丙基的量,可实现对费托产物分布进行有效控制。     

费托合成催化剂研究进展

介绍了费脱合成的研究现状,分析了费脱合成催化剂的组成,对催化剂存在产物不集中问题,指出了ST(Fe)型催化剂的优点。     

混合物相Co(OH)2/Co3O4催化剂的制备及其费托反应性能研究

在还原过程中,非负载型钴基催化剂堆积孔结构容易坍塌,从而使金属钴的比表面积大幅降低,活性中心暴露的数量减少。作者采用简单的水热法制备了Co(OH)₂/Co₃O₄混合物相的非负载型钴纳米颗粒催化剂,用于费托合成反应性能研究。结果表明:相比于单一物相的Co(OH)₂或Co₃O₄催化剂,混合物相的催化剂显示出更高的费托合成反应活性。XRD、TEM、BET、H2-TPR等表征方法揭示出Co(OH)₂与Co₃O₄具有不同的还原性质,两者紧密结合有利于催化剂在还原后维持更大的比表面积,进而有利于更多活性位点暴露,显著提高催化剂的反应活性。     

费托合成催化剂助剂研究进展

单一Fe基或Co基催化剂的活性、选择性、稳定性均不符合工业生产的需求.为弥补其不足,在催化剂制备过程中常需引入其他金属或无机氧化物作为助剂.该文主要介绍费托合成催化剂常用助剂K、Cu、Zn、Mn、SiO2、Al2O3和介孔分子筛的研究情况;分析了费托合成催化剂助剂的效应和机理,并对今后开发新型催化剂提出建议.     

模板剂辅助水热合成CuO催化剂及其CO2电化学还原性能

利用可再生能源驱动CO₂电化学还原制增值产品可实现人工碳循环和洁净电能的高效存储,是实现碳中和战略目标的重要策略。铜基催化剂是迄今为止唯一可实现CO₂电化学还原制取多种产物的催化剂,但其面临CO₂电化学还原过电势高和产物选择性低等挑战。为提升铜基催化剂CO₂电化学还原性能,采用模板剂辅助水热合成法制备纳米CuO催化剂,探究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)模板剂添加量对CuO催化剂微观结构和CO₂电化学还原性能的影响。结果表明,添加PVP直接影响水热合成过程中CuO晶体成核与生长。CuO催化剂的平均粒径和CO₂电化学还原性能依赖于PVP模板剂的添加量。PVP分子中的疏水碳链有利于使其保持分子斥力,抑制CuO催化剂纳米颗粒聚并。随PVP含量提高,CuO催化剂平均粒径先降低后增加,而其CO₂电化学还原性能先提高后降低。PVP质量分数为25%的CuO催化剂(CuO-PVP-25)的平均粒径最小(29.53 nm),其在-0.53 V(可逆氢电极RHE...     

催化剂活化压力对费托合成反应的影响

围绕催化剂活化压力对费托合成反应的影响,设计具体试验方案展开研究,旨在为相关领域的技术人员,以及研究人员,提供有效的经验参考。     

费托合成沉淀铁催化剂性能的研究进展

费托合成（F-F合成）是实现煤间接液化技术的重要环节之一,其关键是开发高活性、选择性和稳定性的催化剂。目前应用的费托合成催化剂主要有铁基和钴基催化剂。铁基催化剂因价格低廉、催化活性和水煤气变换反应（WGS）活性高以及助剂效果明显,而在费托合成催化剂中占有重要的地位。本文对近几年铁基催化剂的特点和发展状况进行了评述,着重分析了催化剂制备过程、助剂和还原活化对其活性和选择性的影响。     

CO2加氢合成甲醇催化剂的研究进展

随着大气中CO₂浓度的增加,温室效应导致的全球变暖问题日益严重。CO₂加氢合成甲醇是CO₂循环利用的有效途径,在环保、能源等领域具有重要意义,其中高效催化剂的研制是实现该过程工业化的关键。本文从催化剂组成、制备方法及反应机理等方面对CO₂加氢催化剂的研究进展进行了评述。分析了催化剂中活性中心的状态,归纳了载体和助剂的作用,比较了制备方法的优劣,并对催化反应机理进行了讨论。针对当前存在的问题,指出反应机理的深入探讨和催化剂制备方法的革新是今后的研究重点和主要方向。     

急冷骨架铁费托合成催化剂的研究

利用急冷方法制备了骨架Fe50Al50合金催化剂,详细研究了其物化性质以及引入金属Mn和K对催化剂物化性质和费托合成催化性能的影响。与传统Raney Fe催化剂相比,急冷Fe催化剂具有较大的比表面积、孔体积,较小的平均孔径,双孔分布中的大孔孔径相对较小,铁的晶粒较小,具有更多桥式CO活性吸附中心。与相近组成的沉淀铁催化剂对比结果表明:急冷FeMnK催化剂具有较小的比表面积和平均孔径,更大的颗粒密度,更高的F-T合成反应活性。在543 K、1.5 MPa、2.0 NL/(g-Fe.h)、H2/CO比为1的反应条件下,在1000 h运转期内,CO转化率达到了90%以上,甲烷选择性为7%左右,C5+选择性为70%左右。     

费托合成制低碳烯烃铁基催化剂研究进展

综述了费托合成制低碳烯烃铁基催化剂方面所取得的研究进展,重点介绍了催化剂活性相、助剂和载体等方面的关键因素,探讨了催化剂制备条件对合成气制烯烃的影响,最后对费托合成直接法制烯烃的研究提出了一些展望。