負(fù)載型鐵催化的興和褐煤的加氫轉(zhuǎn)化.pdf

1、本研究使羰基鐵在高壓釜中熱分解于載體凹凸棒土（AP）上，制備了負(fù)載的Fe/AP。對(duì)Fe/AP進(jìn)行多種手段表征，結(jié)果顯示粒徑為5～30 nm的金屬Fe納米粒子成功負(fù)載在AP表面，分散性較好，負(fù)載量較低，且負(fù)載的Fe與AP骨架間具有相互作用。以升華硫?yàn)橹鷦?，在氫氣氛圍下考察?Fe/AP對(duì)煤相關(guān)模型化合物二（1-萘）甲烷（DNM）的催化性能，結(jié)果表明Fe-S/AP對(duì)DNM中Car-Cal鍵的斷裂具有很高的催化活性、選擇性和穩(wěn)定性。
　

2、　煤結(jié)構(gòu)本身包含了一些溶劑可溶的分子，這些物質(zhì)不僅干擾煤轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的鑒別，也會(huì)影響催化劑的活性和煤樣的反應(yīng)性。使用石油醚、二硫化碳、甲醇、丙酮和等體積二硫化碳/丙酮混合溶劑對(duì)興和褐煤（XL）進(jìn)行常溫分級(jí)萃取，盡可能地萃取出XL中的可溶小分子。萃取渣（ER）于甲醇溶劑中在300℃下發(fā)生熱溶反應(yīng)，得到熱溶渣（TDR）。利用固體13C核磁共振、X射線光電子能譜、傅立葉變換紅外（FTIR）光譜和熱重法對(duì)XL、ER和TDR進(jìn)行直接表征，發(fā)現(xiàn)萃取并沒

3、有破壞XL的骨架結(jié)構(gòu)，XL和ER的大分子組成差別不大；而甲醇熱溶可斷裂ER中的Cal-Cal、Cal-O、Cal-N和Cal-S等共價(jià)鍵，使TDR與ER間有機(jī)結(jié)構(gòu)差異較大。
　　以XL、ER和TDR為反應(yīng)物，在300oC條件下分別進(jìn)行非催化加氫轉(zhuǎn)化（NCHC）與Fe/AP和硫存在時(shí)的催化加氫轉(zhuǎn)化（CHC），用FTIR和氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（GC/MS）分析轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分子組成。結(jié)果顯示XL、ER和TDR的CHC所得可溶組分（SPs）的

4、收率均明顯高于NCHC，且ER催化前后SPs的收率增量最大，為20％。表明通過分級(jí)萃取分離出XL中的小分子之后，F(xiàn)e-S/AP對(duì)ER的催化作用更明顯。根據(jù)GC/MS分析，XL、ER和TDR的NCHC和CHC所得SPs的組成包括烷烴、烯烴、芳烴、含氧化合物及少量的含氮和含硫化合物，大部分物質(zhì)包含烷基（甲基、乙基和異丙基等）結(jié)構(gòu)。烷烴、芳烴和酚是主要的族組分，且CHC的收率顯著高于NCHC，尤其是酚和芳烴。烷烴主要為 C13-C33的正構(gòu)烷

5、烴；芳烴的芳環(huán)數(shù)為1?4且以一環(huán)和二環(huán)芳烴為主；酚是最重要的族組分，主要包括苯酚、萘酚和茚酚類物質(zhì)，其中苯酚及其同系物的含量最高。Fe-S/AP催化生成的活性氫原子向XL、ER和TDR中縮合芳環(huán)（CARs）本位的添加在斷裂與CARs連接的-CH2-和-O-鍵中發(fā)揮了重要的作用，從而 CHC提高了烷基芳烴和烷基酚的收率。同時(shí)，CHC過程中一些CARs的部分加氫可促進(jìn)后續(xù)Fe-S/AP催化的自由基氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，并伴隨著一些相對(duì)較強(qiáng)鍵的熱斷裂，