袁瑞雪
,
李杨
,
闫浩兵
,
王欢
,
宋健
,
张中申
,
樊卫斌
,
陈建刚
,
刘忠文
,
刘昭铁
,
郝郑平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60180-7
采用溶胶-凝胶法制备了一系列钒氧化物催化剂,并用于CO2氧化异丁烷脱氢反应.采用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、O2程序升温氧化、程序升温表面反应和原位傅里叶变换红外光谱等方法研究了催化剂的性质.反应结果表明,尽管所有钒氧化物催化剂的丁烯选择性都大于85%,但随着催化剂组成和制备方法的改变,催化活性和稳定性差异显著.其中,12 wt% V2O5/Ce0.6Zr0.4O2(7 wt%)-Al2O3的催化活性最高,而6 wt% V2O5-Ce0.6Zr0.4O2(7 wt%)-Al2O3的稳定性最佳.关联分析催化反应结果与催化剂表征表明,钒氧化物的催化活性取决于VOx物种的结晶度和分散度,而催化剂表面所积重质焦炭的特性是决定催化剂稳定性的关键.非稳态反应和原位光谱结果确认, CO2氧化异丁烷脱氢遵循Mars-van Krevelen氧化还原机理.
关键词:
异丁烷
,
氧化脱氢反应
,
二氧化碳
,
五氧化二钒
,
三氧化二铝
常杰
,
陈建刚
,
滕波涛
,
相宏伟
,
李永旺
,
孙予罕
,
刘涛
,
谢亚宁
,
张静
,
胡天斗
催化学报
采用X射线衍射和X射线吸收精细结构表征手段对ZrO2改性前后的Co/SiO2催化剂在费-托合成过程中因结构变化而失活进行了研究. 不同失活程度的催化剂通过在常压微型固定床反应器中调节反应环境分压比p(H2O)/p(H2)进行的一系列模型实验来获得. 结果表明,Co0晶粒的氧化和长大均可导致Co/SiO2催化剂失活,在高的水分压条件下,氧化是主要的失活原因. 在相同条件下,经ZrO2改性的Co/SiO2催化剂的失活可以得到明显抑制,催化剂稳定性显著提高.
关键词:
钴
,
二氧化硅
,
负载型催化剂
,
氧化锆
,
助剂
,
费-托合成
,
失活
常杰
,
滕波涛
,
白亮
,
张荣乐
,
陈建刚
,
徐元源
,
相宏伟
,
李永旺
,
孙予罕
催化学报
采用单位键指标-二次指数势(UBI-QEP)方法对模型催化剂Co(0001)晶面进行了费-托(F-T)合成反应的反应能学分析,发现以不含氧的CxHy,s 作为中间体的表面碳化物机理在能量上较为合理,而CH2,s 作为链增长单体的链增长方式是能量上最有利的F-T合成反应途径. 在Co/ZrO2/SiO2催化剂上的非稳态实验研究中发现,在F-T合成的操作温度范围内,H2O的生成是主要的表面O的移去方式; CO解离和表面碳物种Cs加氢可能是F-T合成中的重要速控步骤; 链增长过程是F-T合成反应中较快的基元反应步骤; 甲烷的生成具有多种不同活性的表面前驱体,导致生成的甲烷严重偏离经典的ASF分布规律. 结合F-T合成表面反应的研究结果,初步确定了F-T合成动力学研究中需要考虑的机理模型的范围是以CO解离和表面碳物种Cs加氢为速控步骤,以CH2,s 插入为链增长途径的表面碳化物机理. 该结果缩小了待选动力学模型的范围.
关键词:
钴基催化剂
,
费-托合成
,
反应动力学
,
反应途径
,
反应能学分析
,
非稳态实验
常杰
,
滕波涛
,
白亮
,
陈建刚
,
张荣乐
,
徐元源
,
相宏伟
,
李永旺
,
孙予罕
催化学报
在典型的Co系催化剂工业操作条件范围(T=473～503 K,p=1.5～4.0 MPa, H2/CO体积比=1.0～3.0)内,采用等温积分固定床反应器对Co/ZrO2/SiO2催化剂进行了F-T合成反应动力学研究. 依据详细可靠的基元反应机理,按照Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson动力学推导方法,获得了Co系催化剂上基于详细反应机理的动力学模型. 通过动力学实验数据的回归分析,发现基于COs直接解离并以烷基为链增长中间体的表面碳物种机理的动力学模型可以较好地描述Co/ZrO2/SiO2催化剂上的F-T合成反应结果,该模型可自洽地描述F-T合成过程中的合成气消耗和烃产物分布状况,且获得的反应活化能等关键动力学参数与文献报道的理论结果基本一致.
关键词:
钴基催化剂
,
费-托合成
,
反应动力学
,
动力学模型
屠怡范
,
张建福
,
赵栋梁
,
张波萍
,
卢凤双
,
张敬霖
,
陈建刚
,
徐进
金属功能材料
doi:10.3969/j.issn.1005-8192.2007.03.003
本文主要研究了670℃时效不同时效时间对Fe-Ni基高强度低膨胀合金碳化物显微组织性能的影响.结果表明:670℃时效时,随着时效时间的延长,合金基体晶粒逐渐呈等轴化,并且有二次相以带状在小晶粒附近析出,时效3h硬度可达最大值.TEM和SAD结果表明,时效过程中,有多角状圆粒M6C,长片状M2C型两类富含Mo的碳化物析出,对合金有较明显的强化作用.时效初期,合金的膨胀系数逐渐增大,但是随着碳化物的析出,基体膨胀系数的减小,合金的膨胀系数有所下降.
关键词:
Fe-Ni合金
,
时效
,
显微组织
,
碳化物
,
线膨胀系数
张俊岭
,
赵红霞
,
陈建刚
,
任杰
,
孙予罕
,
谢亚宁
,
胡天斗
,
刘涛
催化学报
考察了助剂锆和金属钴负载量对锆改性Co/Al2O3催化剂催化性能的影响. 结果表明,锆助剂能够高度分散在氧化铝载体上,而活性组分钴以一定尺寸存在;锆的添加能够明显地提高Co/Al2O3催化剂的催化活性和C5+烃选择性,但助剂锆含量对催化剂催化性能的影响不大;在锆存在下,催化剂的催化活性随金属钴含量先升高后降低. 进一步的研究表明,催化剂上烃形成速率的提高可能是由于锆助剂能够增加催化剂的活性位数目,增强桥式CO吸附的强度,在Co-ZrO2间形成界面.
关键词:
钴基催化剂
,
氧化铝
,
锆助剂
,
费-托合成
全白云
,
祈焱
,
郭世海
,
贺自强
,
陈建刚
,
张羊换
,
王新林
钢铁研究学报
根据工程上对结构材料的要求,通过对大量力学测试数据及形貌观测结果的分析对比,总结出非晶合金带材作为结构材料所必须具备的几个条件.找出了使非晶材料获得高工程强度(有别于材料的内禀强度)的途径,并通过它开发出了高抗拉强度的实用非晶带状结构材料.
关键词:
非晶合金
,
结构材料
,
抗拉强度
,
工程强度
,
带材
孙予罕
,
陈建刚
,
王俊刚
,
贾丽涛
,
侯博
,
李德宝
,
张娟
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.00540
费托合成油技术是煤炭、天然气等含碳资源清洁优化利用的重要途径,其关键问题之一是催化剂选择性的调控,即抑制甲烷生成和提高馏分油含量.近10年来,中国科学院山西煤炭化学研究所系统地开展了钴基费托合成催化剂及制备放大的工程基础研究,包括钴分散度、还原度与甲烷生成之间的关系,载体表面疏水性对催化剂性能的影响,以及采用孔道限域等手段初步实现了产物的选择性调控.同时,初步阐明了甲烷生成的结构基础,并指明了新型馏分油催化剂研发方向.在此基础上,研制了新型钴基催化剂,其具有低甲烷选择性、高重质烃选择性和良好稳定性的特点.目前,对Ⅰ型催化剂完成了实验室稳定性验证并实现了工业示范;对Ⅱ型催化剂(甲烷选择性约2%～3%)完成了稳定性验证.
关键词:
费托合成
,
钴基催化剂
,
选择性控制
,
有机改性
,
甲烷选择性
陈建刚
,
相宏伟
,
王秀芝
,
孙予罕
,
刘涛
,
胡天斗
,
谢亚宁
催化学报
考察了锆助剂含量对钴基催化剂的结构及费-托合成反应性能的影响.结果表明,随着锆含量的增加,甲烷的生成受到抑制,重质烃选择性提高,重质烃合成的操作温度区间加宽,且催化剂仍保持较高的活性.TPR,H2-TPD,XRD及EXAFS等表征结果表明,锆助剂单层分散于硅胶表面,而钴以一定尺寸的聚集态存在;随着锆含量的增加,锆覆盖的硅胶表面增加,裸露的硅胶表面减小,而钴的分散度几乎不变.这使得钴锆界面增大,钴硅界面减小,有利于重质烃的生成.另外,H2-TPD结果还表明,催化剂存在有从钴到锆硅载体的氢溢流.
关键词:
锆助剂
,
钴基催化剂
,
费-托合成
高海燕
,
陈建刚
,
相宏伟
,
杨继礼
,
李永旺
,
孙予罕
催化学报
对近期筛选出的一种重质烃合成反应性能良好的Co/SiO2催化剂进行了500h的寿命试验,考察了在不同反应温度、压力和空速条件下催化剂的反应性能.结果表明,随着反应的进行,催化剂合成重质烃的选择性基本保持不变,但催化剂的活性缓慢下降;经原位再生后,催化剂活性可基本恢复到原来的水平.烃产物主要由烷烃组成,C5+中烯烃仅占2.25%,产物主要集中在C12～C20馏分段,水相产物中含3.56%～6.56%的有机含氧化合物,其中主要是低碳醇.
关键词:
费-托合成
,
钴基催化剂
,
重质烃
