Na对Fe-Zn催化剂结构及CO2加氢制烯烃的影响

二氧化碳加氢制备烯烃是实现二氧化碳转化的有效途径之一,二氧化碳先后通过逆水煤气反应和费托合成反应生成高附加值产品。铁基催化剂具有很好的逆水煤气以及费托合成活性,然而CO₂加氢制备烯烃过程中存在多种副反应,导致烯烃选择性较低。如何提高铁基催化剂性能成为工业化的重要问题。通过定量浸渍法制备一系列不同Na含量的Fe-Zn催化剂,采用稳态反应速率测定、原位X射线光电子能谱(In-situ XPS)、原位X射线衍射(In-situ XRD)以及原位漫反射红外傅里叶变换光谱(In-situ DRIFTS)技术,探究碱金属Na对铁基催化剂结构及CO₂加氢直接合成烯烃活性的影响。研究发现：在Fe-Zn催化剂CO还原过程与CO₂加氢反应过程中,碱金属Na的引入导致Fe₃O₄含量降低,Fe₅C₂含量提高,表明碱金属Na有利于Fe₅C₂生成,同时XPS结果表明Na与Fe₅C₂     

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。     

CO2 高值化利用新途径：铁基催化剂CO2加氢制烯烃研究进展

大气中CO₂浓度逐年升高,而其高值化利用是实现减排的重要途径之一。低碳烯烃是重要的化工原料,CO₂作为碳源加氢制取烯烃（CTO）是缓解化石能源的消耗及温室效应的有效方法之一。铁基催化剂因其优异的催化反应性能,被视为该反应最具应用前景的催化剂之一;但铁基催化剂烯烃选择性仍有待进一步提高。本文综述了铁基催化剂CTO反应研究进展,包括反应热力学分析、理论模型、催化剂设计与开发（助剂和载体对催化剂结构及性能的影响）、反应机理、构-效关系、失活机理等;提出未来催化研究方向,即借助Operando技术聚焦反应过程中催化剂活性相的动态结构变化规律,探究外界因素引起的催化材料表界面的作用机制,为工业催化剂的理性设计提供思路。     

载体对铁基催化剂结构及CO2加氢制烯烃反应性能的影响特性

铁基催化剂CO₂加氢直接合成烯烃是实现CO₂减排及CO₂转化与利用的最佳途径之一。目前铁基催化剂的CO₂加氢活性及反应过程中铁基催化剂结构强度仍然较低,成为CO₂加氢制烯烃产业化生产的重要挑战。通过浸渍法制备一系列负载型铁基催化剂,研究载体材料性质对铁基催化剂结构及CO₂加氢直接合成烯烃的影响特性。研究发现,载体可诱导铁基催化剂在CO₂加氢反应过程中形成的铁物种,同时影响铁基催化剂表面碳物种的有序度,调变对CO₂吸附及活化能力;研究结果表明ZrO₂负载的Fe催化剂展现出最佳的CO₂加氢合成烯烃催化性能,在温度320℃和反应压力2.0 MPa时,CO₂转化率>30%,C₂~C₇烃类产物中烯烃选择性高达85%以上,烯烷比为8.2,且CO选择性较低为17.1%。     

Cu/MgO催化剂中Cu与MgO协同作用对合成气加氢制甲醇性能的影响

新型高效甲醇(CH₃OH)合成铜基催化剂可克服目前商业铜基催化剂反应活性低和反应过程中易失活等缺点,对实现煤炭资源清洁利用目标具有重要意义。通过共沉淀法合成了一系列Cu/MgO催化剂,利用固定床微分反应器系统对催化剂性能进行了评价,并采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H₂-TPR)、程序升温脱附(H2-TPD和CO-TPD)以及漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)等表征方法分析了催化剂的物理化学性质,研究了Mg含量(物质的量分数)对铜基催化剂表面结构及合成气制甲醇性能的影响。结果表明,MgO不仅可以改变催化剂表面铜物种的分散度和晶粒尺寸,还可调节铜基催化剂的还原性能,Cu与MgO的协同作用提高了铜基催化剂对合成气的吸附和活化速率,从而提高了催化剂的甲醇合成活性;Mg含量为67%时,催化剂表面Cu⁰物种的晶粒尺寸最小为11.5 nm,在催化剂表面分散效果最明显,展现出最佳的甲醇合成性能,合成气制甲醇的转换频率达到5.67×10^-1s^-1。