师海波
,
沈师孔
催化学报
采用脉冲D2反应研究了CeO2在Co-CeO2/SiO2费托合成催化剂中的作用机理.通过比较在Co-CeO2/SiO2和Co/SiO2催化剂上的脉冲D2反应实验结果发现,CeO2可以提高载体表面Si-OH的H-D同位素交换活性和Si-OH中H参与CO加氢反应的活性;CeO2不仅增加了催化剂表面活性碳物种的总量,而且活性碳物种以链增长单体-CH2-为主,因而有利于增加费托合成反应速率和链增长几率;CeO2的加入明显提高了催化剂表面碳原子的加氢反应速率,从而减少了碳沉积.
关键词:
钴
,
氧化铈
,
二氧化硅
,
负载型催化剂
,
助剂
,
费托合成
,
脉冲D2反应
,
H-D同位素交换
王丙寅
,
于小虎
,
霍春芳
,
王建国
,
李永旺
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60703-7
采用自旋极化密度泛函理论和周期平板模型,对C2H4在铁基费托合成催化剂活性相之一Fe3C(100)表面从热力学和动力学两个方面分析了C2H4在Fe3C(100)表面进行脱氢和裂解反应的竞争性.结果表明,C2H4在Fe3C(100)表面的μ-bridging吸附比π、di-σ吸附更加稳定;C2H4与Fe3C(100)面的相互作用导致C2H4的C原子部分发生重新杂化(sp2→sp3),使C原子呈近四面体结构.在Fe3C(100)表面C2H4易于发生脱氢反应,C-C键裂解反应不具有竞争性.亚乙烯基CCH2和乙烯基CHCH2是Fe3C(100)表面最丰的C2物种,或是C2H4参与链增长的主要单体形式.
关键词:
乙烯
,
碳化铁
,
吸附
,
脱氢
,
裂解
,
费托合成
,
密度泛函理论
贾丽涛
,
房克功
,
陈建刚
,
孙予罕
催化学报
采用程序升温还原、氮吸附、原位X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等方法研究了不同还原气氛对钴锆共沉淀催化剂结构的影响,并考察了催化剂上费托合成反应的性能. 结果表明, H2还原对催化剂的破坏程度较小,活性相主要是面心立方钴;CO还原导致催化剂发生积碳,催化剂中出现面心立方钴和六方钴的混晶;合成气还原使催化剂烧结严重,单质钴以面心立方和六方两种晶相存在. 费托合成反应结果表明, CO还原后催化剂没有催化性能, H2还原与合成气还原后催化剂的催化活性相差不大,但前者CH4选择性较低.
关键词:
钴
,
氧化锆
,
还原气氛
,
氢气
,
一氧化碳
,
合成气
,
费托合成
张荣乐
,
白亮
,
杨勇
,
相宏伟
,
李永旺
,
周敬来
催化学报
采用元素分析、X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段研究了喷雾干燥沉淀Fe-Cu-K/SiO2催化剂在F-T合成反应过程中的物相变化. 结果表明,新鲜催化剂样品主要由α-Fe2O3组成,且81.1%的α-Fe2O3粒径小于13.5 nm. 随着反应时间的延长,催化剂表面碳沉积物的含量逐渐增多,不饱和度逐渐增大; χ-Fe5C2的含量逐渐增多,Fe3O4的含量逐渐减少并趋于稳定. 超顺磁Fe3+的含量呈先增加后减少的变化趋势. 由于碳沉积物是由CO生成的,而χ-Fe5C2是由α-Fe2O3经Fe3O4生成的,故催化剂表面碳沉积物的生成先于χ-Fe5C2的生成.
关键词:
费托合成
,
铁
,
铜
,
钾
,
二氧化硅
,
碳沉积物
,
碳化铁
张敬畅
,
卫国宾
,
曹维良
催化学报
研究了以活性炭(AC)作为载体制备的铁基催化剂,通过对不同铁盐、活性炭和助剂的筛选,研制出对合成气转化为低碳烯烃具有高活性和高选择性的催化剂. 对反应前及反应过程中催化剂体相结构的XRD测试结果表明,Fe-Cu-K/AC催化剂在反应前主要由α-Fe, Fe3O4和Cu0组成,经合成气反应后主要由α-Fe,Fe5C2,Fe7C3,Cu0和K2O组成. Fe-Mn-K/AC催化剂的晶体结构主要以Fe嵌入MnO中形成的(Fe,Mn)O结构存在. 实验中得出的α-Fe,FexCy及(Fe,Mn)O与激光热解法制备的催化剂的的晶体结构相似. 对催化剂的制备方法进行了筛选,考察了不同助剂Cu,Mn,Si和K等元素对催化剂性能的影响. 结果表明,以草酸铁为铁源,椰壳炭为载体制备的Fe-Mn-K/AC催化剂的催化效果最佳,在空速600 h-1,压力1.5 MPa和温度320 ℃条件下,CO转化率可达97.4%,C=2～C=4选择性可达68.0%.
关键词:
铁
,
活性炭
,
负载型催化剂
,
合成气
,
费托合成
,
碳化铁
,
低碳烯烃
高军虎
,
吴宝山
,
周利平
,
杨勇
,
郝栩
,
徐元源
,
李永旺
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60285-9
在间歇反应釜中研究了极性溶剂中工业铁基催化剂上费托合成的产物分布特点,考察了不同极性溶剂(聚乙二醇400和600,1,4-丁二醇,乙二醇)和非极性溶剂正辛烷,反应条件(温度,进料H2/CO比,反应时间)和操作模式(间歇,半连续)对产物选择性和链增长因子α的影响.结果表明,在所考察的条件下,产物中α-烯烃(除了乙烯)的选择性几乎不随碳数变化,这完全不同于采用非极性介质的传统费托合成,对于高选择性地生产线性α-烯烃具有重要的意义.通过优化操作条件,产物中α-烯烃的平均含量可超过70％.产物分布大多偏离理想的ASF分布,无法用烯烃再吸附理论来解释.链增长因子α均大于0.85,表明极性介质有利于长链烃的生成.
关键词:
费托合成
,
α-烯烃选择性
,
极性溶剂
,
聚乙二醇
,
反应介质
,
二次反应
,
产物分布
代小平
,
余长春
,
李然家
,
师海波
,
沈师孔
催化学报
在Co/SiO2催化剂中加入少量CeO2助剂,能够提高其催化费托(FT)反应的活性和液态烃(C5+)的选择性,特别是可以生成优质的高附加值柴油及润滑油基础油(C12+),但助剂CeO2对Co/SiO2催化剂的作用目前仍存在争议.本文利用X射线衍射、程序升温还原、程序升温脱附、程序升温表面反应、X射线光电子能谱、扫描电镜和同位素脉冲反应结合H-D同位素交换等方法对催化剂进行了表征,并采用微反评价考察了催化剂的催化性能.表征结果表明,少量CeO2助剂的添加提高了活性组分Co在催化剂表面的分散度,降低了催化剂表面Co的晶粒度,使催化剂对CO和H2的吸附性能发生了改变.同位素脉冲反应结合H-D交换实验表明,CeO2的添加减弱了Co的金属性,提高了其吸附解离氢的能力和CO吸附量,增大了催化剂表面活性碳物种的浓度和聚合趋势,使FT合成的碳链增长几率增大至0.90,产物中液态烃选择性和重质烃含量明显增加,说明CeO2的加入有利于生成高附加值的柴油和润滑油基础油.
关键词:
钴
,
氧化铈
,
助剂
,
负载型催化剂
,
费托合成
,
链增长几率
唐浩东
,
刘化章
,
杨霞珍
,
李瑛
催化学报
在固定床反应器中超临界相条件下研究了熔铁催化剂上的费托合成反应,发现在超临界介质中反应物和产物更容易扩散,较好地抑制了催化剂表面非活性碳的沉积,从而提高了费托合成反应中的CO转化率和烯烃选择性,增加了链增长因子,降低了甲烷选择性. 同时,考察了超临界介质、反应温度、压力、H2/CO比和空速等条件对费托合成反应的影响. 结果表明, C 5-8 正构烷烃在催化剂活性温度下都是适宜的超临界介质. 当温度和压力都在介质的临界点以上时,介质表现出较好的传质与传热性能,可改善费托合成反应性能.
关键词:
熔铁催化剂
,
超临界流体
,
正构烷烃
,
费托合成
,
合成气
周晓峰
,
陈庆龄
,
陶跃武
,
翁惠新
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60234-3
采用超声浸渍法制备了费托合成Co/Zr/SiO2催化剂,考察了超声波功率对催化剂费托反应性能的影响,并运用N2物理吸附、X射线衍射、H2程序升温脱附、H2程序升温还原和透射电子显微镜对催化剂进行了表征,结果表明,超声波处理可以增大催化剂的比表面积,减小金属Co的粒径,并使其较为均匀地分散于载体表面,其中以高功率超声波作用最为显著；Co(NO3)2水溶液在高功率超声波场中,随着超声时间的延长,溶液pH值降低,使得Co-SiO2相互作用减弱,抑制了硅酸钴的生成.经高功率超卢波处理的催化剂,活性金属Co在载体上分散度和还原度较高,因而催化剂的活性和稳定性较高,在493K,2MPa,H2/CO=2.0和GHSV= 1000h-1反应条件下,CO初始转化率可达95.5%,反应48h时,CO转化率为90.9%.
关键词:
费托合成
,
超声浸渍
,
真空
,
钴
,
锆
,
氧化硅
王虎林
,
杨勇
,
王洪
,
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
