有序中孔鐵及鐵鈷雙金屬催化劑的費(fèi)-托合成催化性能研究.pdf

1、費(fèi)-托合成是將CO和H2轉(zhuǎn)化成以混合烴類為主要產(chǎn)物的催化過程。由于國(guó)際原油價(jià)格的持續(xù)增長(zhǎng),費(fèi)-托合成技術(shù)已受到了越來越多的關(guān)注。而鐵基催化劑具有價(jià)格低廉、易于操作和較高的水煤氣變換活性等特點(diǎn),特別適用于生物質(zhì)或煤氣化得到的H2/CO較低的合成氣,在Sasol已有50多年的工業(yè)應(yīng)用歷史。
　　本論文主要圍繞鐵基費(fèi)-托合成催化劑展開,主要包括兩部分的研究工作:1)有序中孔鐵催化劑的合成及其費(fèi)-托合成反應(yīng)催化性能的研究;2)不同鈷含量的

2、鐵鈷雙金屬催化劑的結(jié)構(gòu)及其費(fèi)-托合成反應(yīng)催化性能的研究。采用氮?dú)馕?脫附、X-射線粉末衍射、氫氣程序升溫還原、氫氣程序升溫脫附和氧滴定等方法對(duì)催化劑進(jìn)行了表征,并在固定床反應(yīng)器上考察了催化劑的費(fèi)-托合成反應(yīng)催化性能,得到如下結(jié)論:
　　(1)采用硬模板法以 KIT-6為模板合成了有序中孔鐵催化劑,并引入 Cu助劑。不同于傳統(tǒng)沉淀鐵催化劑,模板法合成的鐵催化劑具有特殊的有序中孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,較高的費(fèi)-托合成反應(yīng)活性及 C5

3、+選擇性。Cu助劑使有序中孔鐵催化劑的費(fèi)-托合成反應(yīng)活性提高。采用原位小角 X-射線衍射表征手段探討了 CO還原對(duì)有序中孔鐵催化劑孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明 CO還原后的催化劑仍然具有孔徑較為均一的中孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面,但有序性降低,可能存在部分孔坍塌的現(xiàn)象。
　　(2)制備了一系列鈷含量較低的鐵鈷雙金屬催化劑。較低含量鈷的加入促進(jìn)了鐵的還原,但較高含量(1.5wt.％)的鈷使得催化劑表面形成了少量的 CoFe2O4物種,鈷鐵之間相