Hβ改性Co/SiO_2对费托合成航空燃油类烃的影响

在中孔SiO2(SG)和微孔Hβ分子筛(Si/Al=25、60、80)组成的复合载体上,制备了多功能Co基费托合成催化剂,考察了其合成航空燃油类烃(C8~C18)的性能。XRD、FTIR、H2-TPR、N2-物理吸附研究表明:Hβ的引入,使得Co/SG/Hβ催化剂具有一定酸性和微孔结构。随分子筛硅铝比的降低,催化剂红外图谱的特征波数向低波数移动,酸性有所提高,中孔SiO2消弱了其酸性及载体与金属粒子相互作用,提高了Co分散和还原度及加氢活性。Hβ的微孔结构和酸性促进了初级产物裂解及异构化反应,提高了异构烃类选择性。Co/SG/Hβ(80)催化剂较大的比表面积和微孔体积及适当的酸性中心是其高活性(CO转化率95.7%)及高航空燃油类烃选择性(42.3%,其中异构烃为27.6%)的关键因素。     

生物质粗燃气自热重整调变的热力学分析

运用吉布斯自由能最小化方法对生物质粗燃气自热重整过程进行了热力学分析,研究了重整反应过程中的温度,O2/CH4摩尔比及焦油摩尔分数等因素对平衡产物组成的影响规律。研究结果表明:低温有利于CO歧化与加氢反应,而高温促进了CH4和CO2的转化,提高合成气H2+CO摩尔分数,降低H2/CO摩尔比。O2/CH4摩尔比的增加有利于生物质燃气从部分氧化反应向完全氧化反应转变,促进了CH4的重整反应而抑制了CO2的转化;O2/CH4摩尔比的增加降低了合成气H2+CO摩尔分数,降低了H2/CO摩尔比,在重整后的生物质粗燃气中,n(H2)/n(CO)≈1。积碳量随温度升高和O2/CH4摩尔比的增加逐渐减少,随着焦油(C10H8)物质的量的增加而增加。焦油物质的量增加提高了合成气中H2与CO摩尔分数,是重整反应的重要原料。优化的生物质燃气自热重整反应条件为温度1 023 K,O2/CH4摩尔比0.7,焦油摩尔分数<1%。     

Ru催化加氢选择性脱除F-T合成水相中的含氧化合物

采用催化加氢技术脱除F-T合成水相中羧酸、醛、醇、酮、酯含氧化合物,考察了Ru/ZrO₂、Ru/TiO₂、Ru/SiO₂和Ru/Al₂O₃ 4种Ru催化剂的反应性能.相对于酸、醇,水中的醛、酮、酯更易被转化.其中Ru/ZrO₂和Ru/TiO₂具有良好的加氢脱羰活性,在200℃、9.8 MPa、3.0 h^-1空速下,酸、醛、醇、酮、酯均转化为C₁～C₆的烷烃,总转化率达92%.同条件下,虽然Ru/Al₂O₃对酸、醛、酮、酯的转化活性较高(>87%),但对醇的转化不到30%,具有选择性转化特点.H₂-TPR和NH₃-TPD结果表明,Ru/Al₂O₃催化剂的金属活性位与载体酸性位的协同作用有利于羧酸的加氢反应,能抑制醇的加氢脱羰活性;而金属-载体相互作用较弱和酸度较低的催化剂有利于羧酸、醇发生加氢脱羰反应.Ru/Al₂O₃催化剂运行500 h后失活,XRD、SEM和N₂-物理吸附表明,载体结构物相和织构性质的改变以及活性组分的流失是导致催化剂失活的主要因素.     

生物质合成气甲烷化机理及催化体系研究进展

天然气的供需矛盾促使人们寻找新的天然气资源,其中利用生物质合成天然气(Bio-SNG)的替代技术受到了全世界的关注。在整个工艺过程中,生物质合成气制取甲烷是关键技术,而甲烷化催化剂是其核心要素。简述了近年来生物质合成气甲烷化机理及其催化体系的研究进展,重点讨论了合成气中CO甲烷化、CO_2甲烷化反应机理,以及甲烷化催化剂中活性金属、助剂和载体对CO甲烷化、CO_2甲烷化以及CO与CO_2共存条件下甲烷化反应性能的影响,分析了目前仍存在的主要问题,并指出了进一步研究的发展方向。     

生物质到生物燃料—费托合成催化剂的研究进展

费托合成反应是煤、甲烷和生物质等非油基碳资源转化制高品质液体燃料或化学品的重要途径。以生物质基合成气为原料,利用传统的Fe、Co催化剂制备生物燃料引起普遍关注。本文简要总结了近年来高性能Fe基和Co基费托合成催化剂的发展,以及近年来新型材料和核壳结构的双功能催化剂在费托合成中的应用。重点关注了生物质合成气方面的应用,比较了Fe、Co催化剂在该应用中的特点。虽然Co基催化剂较Fe基催化剂有更好的活性,但在BTL（Biomass-To-Liquid）过程中需要考虑多种因素,Fe基催化剂可能更具优势,开发廉价高性能的Fe基催化剂可能成为BTL-FT催化剂的发展方向。     

合成气直接法制取低碳烯烃铁基催化体系研究进展

合成气直接法制取低碳烯烃因具有原料易得、流程简单和能源效率高等优势,成为了目前合成气应用领域一个新的热门研究方向。直接法转化方式主要有经由费托合成反应直接制取低碳烯烃（FTO）路径和经由氧化物-分子筛（OX-ZEO）过程直接制取低碳烯烃的双功能催化路线。本文简述了合成气制取低碳烯烃的主要工艺流程,重点聚焦在近年来费托合成反应直接制取低碳烯烃过程中铁基催化体系的研究进展,主要讨论了通过费托合成反应制取低碳烯烃中的反应机理,以及活性相、助剂和载体等因素对铁基催化剂反应性能的影响。此外,指出了当前研究存在的高低碳烯烃选择性与高反应活性难以兼得,产物中甲烷选择性过高等不足之处并对合成气直接法制取低碳烯烃的发展方向进行了展望。     

生物质合成气甲烷化机理及催化体系研究进展

天然气的供需矛盾促使人们寻找新的天然气资源,其中利用生物质合成天然气（Bio-SNG）的替代技术受到了全世界的关注。在整个工艺过程中,生物质合成气制取甲烷是关键技术,而甲烷化催化剂是其核心要素。简述了近年来生物质合成气甲烷化机理及其催化体系的研究进展,重点讨论了合成气中CO甲烷化、CO₂甲烷化反应机理,以及甲烷化催化剂中活性金属、助剂和载体对CO甲烷化、CO₂甲烷化以及CO与CO₂共存条件下甲烷化反应性能的影响,分析了目前仍存在的主要问题,并指出了进一步研究的发展方向。     

碱性金属改性Cu-Fe双孔载体催化剂结构和低碳醇合成反应性能研究

采用超声浸渍法制备了不同碱性金属改性的Cu-Fe双孔载体催化剂,利用N2物理吸附、H2-TPR、XRD、XPS等表征手段考察了Li,Ca,Na,K等碱性金属对催化剂结构的影响,并在固定床反应器中评价了催化剂的低碳醇合成反应性能。结果表明：将小孔硅溶胶与大孔硅凝胶结合可形成SiO2-SiO2双孔载体结构; Li和Ca的添加可促进Cu-Fe双孔载体催化剂表层CuO的生成,降低Fe2O3的含量,削弱Cu-Fe之间的作用力,从而促进甲醇产物的生成;Na和K助剂的添加则可促进Cu、Fe氧化物在催化剂表层的生成,加强Cu-Fe协同作用,从而提高低碳醇合成反应的活性和C2+OH产物的选择性;与其它碱性金属相比,K助剂的添加使Cu-Fe双孔载体催化剂具有最高的低碳醇合成反应活性和醇时空产率。