Fe@C催化二氧化碳加氫制烴類的研究.pdf

1、隨著全球工業(yè)的不斷發(fā)展，二氧化碳排放量日益增加。這不僅造成了“溫室效應(yīng)”，而且也是對C資源的極大浪費(fèi)。因此，如何有效利用CO2已成為世界各國關(guān)注的一個(gè)重要課題。將CO2催化轉(zhuǎn)化為高附加值的低碳烴類，已經(jīng)成為CO2綜合利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　本文采用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝(EISA)方法，合成了一系列嵌入在介孔碳骨架中的鐵基催化劑Fe@C。在3 MPa壓力、400℃反應(yīng)溫度、空速1800 mL· h-1·g-1(cat)、H2/CO2

2、摩爾比為3的條件下，在固定床反應(yīng)器上考察其對CO2催化加氫反應(yīng)的性能。
　　1.研究了鐵顆粒對催化反應(yīng)性能的影響。以F127作為模板劑、酚醛樹脂作為碳源、硝酸鐵作為前驅(qū)體，通過改變乙酰丙酮螯合劑的加入量來調(diào)變合成催化劑的顆粒大小。隨著乙酰丙酮加入量的增加（從0克到0.27克），鐵物種顆粒逐漸減小，有利于提高催化活性。當(dāng)加入0.27克乙酰丙酮時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)56.4％，C2+選擇性為49.3％。
　　2.在800℃碳化溫度

3、下考察乙酰丙酮鐵含量對催化性能的影響，當(dāng)加入0.4克乙酰丙酮鐵時(shí)，催化劑有較高的活性與C2+的選擇性。隨著催化劑碳化溫度的增加，催化劑的石墨化程度增加，鐵物種顆粒變大，C2+選擇性逐漸下降。在400℃碳化時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)52.8％、C2-C4=的選擇性為19.5％、C2+選擇性為56.8％。當(dāng)增加碳化溫度至700℃時(shí)，甲烷的選擇性由26.1％增加到38.5％，C2-C4=的選擇性減少到1.1％，C2+選擇性降至48.3％。
　

4、　3.考察乙酰丙酮鐵、硝酸鐵、氯化鐵為前驅(qū)體制備的催化劑對催化性能的影響。乙酰丙酮鐵合成的催化劑具有最好的催化活性，其次是硝酸鐵合成的催化劑，氯化鐵作前驅(qū)體的催化劑對CO2催化加氫基本沒有活性。
　　4.合成過程中加入不同的助劑對催化性能進(jìn)行修飾。加入適量的K助劑可調(diào)變氫與碳物種的競爭吸附能力，C2-C4=的選擇性可增加至29.8％; Cu助劑可以有效改善催化劑的還原性能和分散度，C2+選擇性高達(dá)63.3％; Zr、Ce助劑加氫性