聚苯胺衍生碳材料负载的Fe基合成气直接制低碳烯烃催化剂：载体碳化温度的影响

低碳烯烃是重要的基础化工原料,广泛应用于中间体和聚合物的生产。开发非石油路线的合成气直接制取低碳烯烃工艺具有重要的意义。在CO加氢反应中,载体对催化剂的性能影响显著。通过等体积浸渍法制备了不同碳化温度的聚苯胺（PANI）衍生碳材料负载的Fe基催化剂,考察了碳化温度对负载型Fe基催化剂CO加氢性能的影响。结果表明,随着PANI衍生碳材料碳化温度的升高,低碳烯烃选择性和烯烷比均有所升高;Fe₂₀/NC-800催化剂表现出最好的低碳烯烃选择性（41.05%）。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、Raman光谱（Raman spectrum）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对载体表面研究,发现随着碳化温度提高,载体形貌变化较小,但载体石墨化程度增高,载体总含氮量减少,吡啶氮增加,季氮减少,吡咯氮小幅降低后再升高。此外,通过XPS和原位X射线衍射（in situ XRD）等对催化剂表面和体相结构的表征发现,碳化温度的提高导致载体表面高结合能N物种减少,对Fe供电子作用增强,弱化了载体-金属间相互作用,促进了活性金属Fe的还原、碳化及团聚能力,进而促进了低碳烯烃的生成。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂研究进展

综述了近年来合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展,重点介绍了铁基催化剂的制备方法、载体和助剂等对催化剂活性和选择性的影响,并对未来铁基催化剂的发展方向进行了展望。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展

评述了近年来有关合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展,重点分析了铁基催化剂的活性相、载体、助剂对催化剂的活性、选择性等方面的影响,并对未来铁基催化剂的发展方向进行了展望。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展

催化剂是合成气制低碳烃的重要影响因素。综述了合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究进展,对其未来的发展前景进行了展望。     

合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂助剂研究进展

综述了合成气直接制低碳烯烃铁基催化剂助剂的研究进展,主要分析了电子助剂和结构助剂对催化剂结构与性能的影响,认为碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属及非金属等电子助剂在调变催化剂酸碱性与氧化还原性上各自表现出不同的正作用,抑制了链增长反应,增加低碳烯烃选择性,结构助剂的表面性质与孔道结构可控,方便低碳烯烃从催化剂中扩散,可以减少低碳烯烃的二次加氢副反应。最后指出了催化剂存在的问题并对以后的研究工作进行了展望。     

合成气制低碳烯烃铁基催化剂载体的改性研究

通过Na和K碱金属溶液对ZSM-5载体进行离子交换改性,采用浸渍法制备合成气制低碳烯烃铁基催化剂。利用固定床反应器中对催化剂活性进行评价;采用N_2吸附-脱附,SEM、XRD、TPR等对催化剂进行表征。结果表明:通过碱金属对载体改性可提高烯烃收率;CO+H_2转化率与碱金属活性成正比;载体孔径大小影响合成气制烯烃,孔径过小不利于烯烃的生成。     

钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400 ℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220 ℃、反应压力1.0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^-1条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。     

合成气直接制低碳烯烃研究进展

评述了近年来有关合成气直接制取低碳烯烃的研究进展,对涉及的费托合成反应、反应机理及限制因素ASF分布进行了总结归纳,着重对较有潜力的催化剂按照活性金属、载体进行了详细的分类,对低碳烯烃选择性的影响因素——催化剂中金属活性组分、助剂及载体孔道结构与酸性的影响进行总结分析,最后考察了目前合成气直接制取低碳烯烃的工艺条件,如反应器类型、反应温度、空速及压力对反应活性及选择性的影响,以期为高选择性、高活性催化剂的研制提供必要的理论参考和实验信息。     

煤制化学品：合成气直接制低碳烯烃催化剂研究进展

低碳烯烃是重要的化工原料,直接法合成气制低碳烯烃是非石油路线生产烯烃的新途径。本文首先介绍了直接法合成气催化转化制烯烃的两种工艺路线,即双功能催化剂反应偶联和费-托合成路线制低碳烯烃;接着对CO加氢反应的热力学进行了分析。重点从催化剂活性相、尺寸效应、助剂、金属载体相互作用等方面对合成气直接法制低碳烯烃催化剂的研究进展以及CO加氢反应机理进行了综述。文章指出：在基础研究方面,反应机理仍待进一步明晰,催化剂的开发应聚焦于对O/P及产物链长的精准调控;工业化方面,要考虑到真实的工业化反应环境与实验室反应之间的差异,同时要注意与上下游的产业联合。     

合成气直接制备低碳烯烃催化剂研究进展

以合成气一步法制备低碳烯烃的催化剂研发进展为切入点,归纳总结了一步法制备低碳烯烃的几类催化,包括双功能催化剂、铁基催化剂和钴基催化剂;重点阐述了设计合成催化剂过程中其性能的影响因素,如催化剂活性组分、载体、助剂、结构设计及制备方法;此外,还指出当前合成气一步法制备低碳烯烃催化剂的攻关难点,即克服产物分布影响、增加低碳烯...     

合成气直接制取低碳烯烃催化剂研究进展

合成气直接制取低碳烯烃是C1化学研究领域中一个最具挑战的研究课题,由于工艺过程简单、能耗低,成为非石油路线生产低碳烯烃的新途径。直接转化反应催化剂包括复合型催化剂和费托反应制烯烃催化剂两类。本文综述了高C/H比和低C/H比合成气直接转化制取低碳烯烃催化剂的研究进展,对不同催化剂的反应性能进行了比较,最后对未来研究前景进行了展望。     

合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状

论述了合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究现状,并对未来的发展前景进行展望,以期为铁基催化剂的进一步研究提供参考。     

合成气直接催化转化制低碳烯烃研究进展

合成气直接催化转化制乙烯、丙烯等低碳烯烃因具有原料来源广泛、流程较短等优点,成为目前合成气催化转化和烯烃制备技术的一个重要发展方向。本文首先介绍了合成气经费托合成直接制备低碳烯烃的路线（FTO）,简单概括了铁基和钴基催化剂的研究进展以及催化反应机理。随后重点综述了近年来提出并发展的基于双功能催化体系的合成气直接制低碳烯烃路线（STO）,详细阐述了金属氧化物的组成、配比等以及分子筛的酸性、孔道等性质对反应性能的影响,同时讨论了双功能催化体系以乙烯酮或甲醇/二甲醚为关键中间体的催化反应机理。最后对双功能催化体系的研究方向和挑战进行了展望。     

合成气直接制低碳烯烃用Fe/K/Mg–O–Al催化剂

传统费托合成着眼于制取蜡/油等长碳链饱和烃,其催化剂的"金属/酸性氧化物"界面可以极化和稳定反应中间体,从而促进加氢和C—C偶合,有助于较长链烷烃的生成。为了从合成气直接获取高附加值的低碳烯烃,催化剂设计理念应该与以制取较长链烷烃为目的的传统费托催化剂取法相异。该文着眼于"弱加氢金属/固体碱型载体"费托合成制低碳烯烃催化剂的基础研究,采用表面碱性的载体和碱性的钾助剂,逆转上述传统催化剂中"金属/酸性氧化物"之间界面的状况,削弱对加氢和C—C偶合的促进,达到抑制加氢、抑制C—C偶合的目的。所测Fe/K/Mg-O-Al系列催化剂的烯烷比取决于强碱性位的数量及其占总碱性位的比值。在1200℃钝化处理条件下,与简单MgO担载的弱碱性催化剂相比,复合氧化物MgAl_2O_4担载的强碱性催化剂将低碳烯烃(C_2=～C_4=)产物分布值显著提高了84%,将C_2～C_4烯烷比显著提高了266%。     

合成气直接制取低碳烯烃的铁基负载型催化剂的制备与性能

采用浸渍法制备了合成气直接制取低碳烯烃的铁基负载型催化剂,在固定床反应器中考察了载体、助剂、焙烧温度及反应温度与压力、原料气空速对催化性能的影响,并对其进行了表征. 结果表明,焙烧温度对催化剂活性有重要影响,FeK/ZSM-5催化剂经500℃焙烧3 h后具有最佳的催化活性,提高反应压力可明显提高活性,而增加原料气空速活性明显降低;添加助剂K和Mn明显提高了催化剂的低碳烯烃选择性,在H2/CO=2(j)、反应温度380℃、压力1.0 MPa、原料气空速4400 h-1条件下,FeMnK/ZSM-5可将CO转化率从Fe/ZSM-5催化剂的18.7%升至63.8%, C2=~C3=选择性从4.8%升至14.1%.     

合成气直接制取低碳烯烃的铁基负载型催化剂的制备与性能

化工产业是国民经济支柱产业之一,低碳烯烃既是石油化工产业的重要产品,也是现代工业工艺的重要基础原料。从化工生产层面分析,低碳烯烃是人造纤维、合成塑料和多种化工材料的重要中间体,其来源主要通过石脑油裂解,客观上对石油能源的需求量较大。然而我国是典型的贫油多煤能源结构,通过合成气直接制取低碳烯烃具有重要的意义。     

合成气直接制备低碳烯烃的铁基催化剂的改性

在微波条件下,制备了以钾为助剂的Fe/SiO2负载型催化剂.研究了反应温度及钾(K)含量,对铁基催化剂催化合成气直接制备低碳烯烃性能的影响.结果表明,在一定温度范围内,催化剂有较好的稳定性,在280℃下CO转化率、低碳烯烃选择性以及收率较高;280℃下微波辐射法制备的10% Fe-K/SiO:系列催化剂,CO转化率与低...     

合成气制低碳烯烃铁催化剂活性相的研究进展

近年来,合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究备受广大研究者关注,但催化剂的活性相备受争议。大多数研究者认为碳化铁是合成气制低碳烯烃的活性相。本文归纳总结了近些年研究者对活性相碳化铁的研究,重点阐述了催化剂及其活性相的制备方法、还原气体、渗碳温度等因素对形成碳化铁的影响以及活性相碳化铁及暴露于催化剂表面的碳化铁晶面对合成气制低碳烯烃催化性能及产物分布的影响。今后工作的重点是进一步制备和研究不同结构的碳化铁活性相对目标产物的调控。此外,碳化铁的晶面对产物分布的影响也是未来的研究方向。     

合成气直接制低碳烯烃技术进展与经济性分析

合成气直接制低碳烯烃是近年来研究较多的石油替代路线合成重要有机化学品的工艺之一。本文对该工艺的技术进展,包括催化剂和工艺的开发情况进行了综述,认为高催化活性、高选择性催化剂是打破产品分布受ASF规律限制的关键,而反应器和新工艺的开发也可提高低碳烯烃的收率,减少CO2排放,并通过与其它成熟技术的组合,推进该工艺的工业化进程。由初步的技术经济性分析可见,与传统蒸汽裂解和经甲醇制烯烃工艺相比,合成气直接制低碳烯烃工艺具有较强的经济竞争力。