林敬东
,
廖代伟
,
张鸿斌
,
万惠霖
,
蔡启瑞
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91210
氘反同位素效应是合理阐明过渡金属催化剂上氨合成催化反应机理的重要实验依据之一.在N_2/H_2(或D_2)体积比1/3,0.2MPa,633～733K和GHSV=24 000或12 000h~(-1)的条件下,检测到了Ru基(纯Ru,Ru/γ-Al_2O_3,K-Ru/γ-Al_2O_3,Ru/MgO,K-Ru/MgO和Ba-Ru/MgO)和Fe基(纯Fe和A110-3)催化剂上强的氘反同位素效应(r_D/r_H)≈2),其数值随催化剂和反应温度的变化而变化.这可能是动力学同位素效应与热力学同位素效应二者相互强竞争的结果.
关键词:
合成氨
,
氘反同位素效应
,
钌基催化剂
,
铁基催化剂
,
氢助解离
,
解离式机理
,
缔合式机理
宋海燕
,
杨平
,
华南平
,
杜玉扣
催化学报
以镁铝尖晶石为载体,以过渡金属氧化物为助剂,用吸附γ-Fe2O3胶体法制备了负载型无铬铁基变换催化剂. TEM,XRD,BET和活性测试结果表明,采用胶体负载法制备的变换催化剂,其活性组分Fe3O4以分立的超细微颗粒分布在镁铝尖晶石载体表面上,颗粒之间存在一定的间隔. 过渡金属氧化物NiO或V2O5能够进入Fe3O4晶格形成固溶体,起到代替氧化铬的作用,提高催化活性. 负载型催化剂FeNi/MgAl2O4(m(NiO)/m(Fe2O3)=3%)在汽/气比为1和空速为2000 h-1的反应条件下,CO转化率在400和350 ℃时分别为95%和80%; 在高空速和低汽/气比条件下也具有很好的催化性能. 稳定性实验结果表明,该催化剂具有良好的热稳定性和一定的抗硫能力. 与非负载型催化剂相比,负载型催化剂具有更为优越的催化性能.
关键词:
水煤气变换反应
,
铁基催化剂
,
超细颗粒
,
负载型催化剂
,
镁铝尖晶石
,
过渡金属氧化物
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
王晓波
,
归柯庭
工程热物理学报
以氧化铝为载体,采用浸渍法负载不同量的Fe、Mn制备脱硝催化剂,研究活性成分负载量、氧气浓度、氨气浓度、煅烧温度及SO2共存情况下对催化剂脱硝活性和抗硫性能的影响.结果表明,当Fe、Mn的负载量均为8％时,催化剂8Fe+8Mn/Al2Os在流量1.5 L/min,(￠)(NH3)=(￠)(NO)=500× 10-6,(￠)(O2)=3％,温度150℃的低温条件下,脱硝效率就可以达到近99％;煅烧温度对脱硝活性有一定的影响;同时,氨气和氧气浓度对脱硝活性也有很大影响;此外,Mn的负载有助于提高催化剂的低温脱硝活性和抗硫性能.
关键词:
铁基催化剂
,
低温
,
脱硝
,
SO2
王洪
,
杨勇
,
吴宝山
,
许健
,
王虎林
,
定明月
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
采用沉淀法和喷雾干燥技术制备了一个典型的费托合成铁基催化剂(100Fe/3K/6SiO_2,质量比)所得样品在不同温度下焙烧5 h.分别利用N_2吸附和穆斯保尔谱表征了催化剂的织构和物相性质,同时利用热重分析仪记录了催化剂在H2气氛中的还原过程,并利用气固反应模型对还原曲线进行了动力学模拟.结果表明,300~600℃焙烧后催化剂的还原过程可用相同的模型拟合,其中由α-Fe_2O_3还原为Fe_3O_4的过程可用一维晶相形成与生长模型或三维相界面反应模型描述,Fe_3O_4还原为α-Fe的过程受二维晶相形成与生长模型控制.而对于700℃焙烧后的催化剂,其还原过程可能受晶相形成与生长模型和收缩核模型共同影响.随着焙烧温度的提高,催化剂的还原能力减弱,还原过程活化能升高.这可能是由于焙烧温度的提高导致晶粒尺寸增大和晶格缺陷减少所致.
关键词:
费托合成
,
铁基催化剂
,
焙烧温度
,
还原动力学
,
表观活化能
安霞
,
吴宝山
,
万海军
,
李廷真
,
陶智超
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
以FeCuK/SiO2为母体催化剂,用不同浓度的NH4HSO4水溶液进行等体积浸渍,制备了不同SO2-4含量的费托合成(FTS)铁基催化剂.采用原子发射光谱、低温N2吸附、 X射线光电子能谱、程序升温还原和穆斯堡尔谱等技术对催化剂进行了表征,并在H2/CO摩尔比0.67,WHSV=2 000 h-1,压力1.5 MPa和温度250 ℃条件下进行了浆态床FTS反应.结果表明,少量SO2-4能促进催化剂在H2中的还原;在合成气还原过程中,少量SO2-4对催化剂的碳化程度影响不大,但大量SO2-4严重抑制催化剂的碳化.在约500 h的运行实验中,各催化剂样品表现出的催化活性有所差异,但均呈现较好的稳定性.SO2-4可抑制水煤气变换反应活性,且随着SO2-4含量的增加,抑制作用愈加明显;同时,催化剂上浸渍少量SO2-4可有效抑制CH4的生成,提高低碳烯烃的选择性.
关键词:
硫酸根
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
浆态床反应器
定明月
,
杨勇
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.00139
采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备了微球形Fe基催化剂,采用N2吸附-脱附、X射线衍射和穆斯堡尔谱等手段,考察了催化剂在不同还原条件下铁物相的转变,并在浆态床反应器中评价了催化剂的费-托合成(FTS)反应性能.结果表明,Fe基催化剂在合成气气氛下首先从α-Fe2O3转变为Fe3O4,然后转变为铁碳化物(FexC);还原压力的增大有利于α-Fe2O3向Fe3O4的转变,而抑制Fe3O4向FexC的转变;还原空速的增加则促进Fe3O4转变为FexC.催化剂的FTS反应活性随着催化剂中Fe3O4含量的增加而逐渐下降,而随着FexC含量的增加而逐渐上升.
关键词:
费托合成
,
铁基催化剂
,
合成气
,
氧化铁
,
碳化铁
秦绍东
,
张成华
,
许健
,
吴宝山
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.00142
研究了Mo和Cu助剂对FeK/SiO2催化剂的性质及费托(F-T)合成性能的影响.采用N2物理吸附、H2程序升温还原、X射线衍射、穆斯堡尔谱和X射线光电子能谱技术对催化剂进行了表征.结果表明,Mo加入后与Fe产生了较强的相互作用,抑制了催化剂的还原和碳化;Cu助剂的加入促进了催化剂的还原和碳化;当Mo和Cu共同加入后,催化剂的还原和碳化行为与单独加入Cu助剂时相似.催化剂F-T合成性能在固定床上于280℃,1.5MPa,2 000h-1,H2/CO=2.0的合成气中测试.结果表明,Mo的加入降低了催化剂活性,但提高了重质烃(C5+)的选择性;Cu的添加提高了催化剂的活性,但对稳定C5+选择性作用不明显.Mo和Cu共同加入后,催化剂既表现出较为稳定的C5+选择性,同时其活性也没有降低.
关键词:
费托合成
,
铁基催化剂
,
钼助剂
,
铜助剂
,
重质烃选择性
余伟奇
,
吴宝山
,
王洪
,
王虎林
,
相宏伟
,
李永旺
催化学报
研究了一种改进的脱水方式对费托(F-T)合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响.在n(H2)/n(CO)=0.67,WHSV=1000 h-1,p=1.5 MPa和t=250 ℃的条件下对催化剂进行了浆态床F-T合成反应性能评价实验,并采用低温N2物理吸附、X射线衍射、原子发射光谱、X射线光电子能谱、氨程序升温脱附、穆斯堡尔谱和高分辨透射电镜等技术对催化剂进行了表征.结果表明,水处理和二次干燥得到的催化剂比表面积增加,颗粒减小,铁氧化物的分散程度增大,其表面的SiO2/Fe比例明显减小;该催化剂F-T合成反应活性有所增加;表面酸性有所增强,导致烃产物选择性向低碳数方向偏移.
关键词:
脱水方式
,
费托合成
,
铁基催化剂
,
结构性质
,
浆态床反应器
王洪
,
杨勇
,
吴宝山
,
许健
,
王虎林
,
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
