王洪
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杨勇
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吴宝山
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许健
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王虎林
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青明
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.90820
利用恒温还原和程序升温还原技术研究了水分压对铁基费托合成催化剂还原路径、还原机理和表观活化能的影响.程序升温还原结果表明,水分压对催化剂的还原路径没有明显的影响,催化剂均首先由α-Fe_2O_3还原为Fe_3O_4,然后超顺磁态Fe_3O_4先还原为FeO,再还原为α-Fe,而顺磁态Fe_3O_4则直接还原为α-Fe.恒温还原结果表明,催化剂在2.5%H_2O-97.5%H_2气氛中还原时,还原过程达到平衡时的还原程度随还原温度的升高而增加.利用Hancock-Sharp方法分析了恒温还原过程的动力学模型.结果表明,还原温度较低时,催化剂在2.5%H_2O-97.5%H_2气氛中还原时受内扩散模型控制;还原温度较高时则受晶相形成与生长模型控制.利用Kissinger方法计算了还原过程的活化能,发现随着水分压的增加,表观活化能呈增大的趋势.水分压对Fe_3O_4还原为α-Fe过程的影响大于其对α-Fe_2O_3还原为Fe_3O_4过程的影响.
关键词:
水分压
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
还原动力学
,
表观活化能
王虎林
,
杨勇
,
王洪
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青明
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91246
采用N2吸附-脱附、X射线衍射、穆斯堡尔谱、X射线光电子能谱、程序升温还原和热重分析等技术研究了助剂Cr含量对Fe基费托合成催化剂的织构性质、还原行为以及物相变化的影响.在H2/CO=2.0,260～300℃,1.5 MPa和2000 ml/(g·h)条件下,在固定床反应器中考察了Cr含量对Fe基催化剂费托合成反应活性和产物烃选择性的影响.结果表明,在氧化态催化剂中,Cr助剂与Fe物相存在较强的相互作用,形成固溶体相α-(Cr1-xFex)2O3;随着Cr含量的增加,逐渐由单一的富Fe相α-(Fe1-xCrx)2O3向富Fe相和富Cr相α-(Cr1-yFey)2O3两相过渡.Fe-Cr固溶体的生成显著抑制了催化剂的还原,导致催化剂还原度降低,因而催化剂活性下降.同时,Cr的添加提高了甲烷和轻质烃选择性,但抑制了水煤气变换活性.
关键词:
费托合成
,
铁基催化剂
,
铬助剂
,
固溶体
,
固定床反应器
高芳芳
,
王洪
,
青明
,
杨勇
,
李永旺
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60562-2
在Fe基模型催化剂上,通过先深度还原后控制碳化的方法实现了物相结构的调控.采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、程序升温脱附技术和激光拉曼光谱等方法表征了催化剂还原和反应前后的物化性质,并在固定床反应器中考察了不同条件活化后催化剂上费托反应性能.结果表明,H2还原后的催化剂主要由α-Fe相组成,且随着还原温度的提高,α-Fe相的致密程度增加,平均晶粒尺寸增加,稳定性提高；再采用乙烯对H2还原后催化剂进行碳化,可有效控制α-Fe的碳化速度,使碳化过程主要发生在Fe晶粒表层,同时改变了催化剂在反应过程中的物相变化,乃至其催化性能.与纯H2或合成气气氛活化的催化剂相比,采用先H2还原后乙烯碳化的预处理方法能够明显提高催化剂的活性和稳定性.
关键词:
费托合成
,
铁基催化剂
,
相变调控
,
还原温度
,
还原气氛
