国家自然科学基金(20703054)
- 作品数：9 被引量：29H指数：4
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- 相关机构：中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院研究生院中国科学院大学更多>>
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- 焙烧温度对费托合成铁基催化剂还原动力学的影响被引量：4
- 2009年
- 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/6SiO2,质量比),所得样品在不同温度下焙烧5h.分别利用N2吸附和穆斯堡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,300～600oC焙烧后催化剂的还原过程可用相同的模型拟合,其中由α-Fe2O3还原为Fe3O4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,Fe3O4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700oC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.
- 王洪杨勇吴宝山许健王虎林定明月相宏伟李永旺
- 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
- 一种改进的脱水方式对费托合成铁基催化剂结构性质与催化性能的影响被引量：1
- 2009年
- 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=1000h-1,p=1.5MPa和t=250oC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.
- 余伟奇吴宝山王洪王虎林相宏伟李永旺
- 关键词：费托合成铁基催化剂浆态床反应器
- Mo和Cu助剂对FeK/SiO_2催化剂费托合成性能的影响被引量：6
- 2010年
- 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280oC,1.5MPa,2000h?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.
- 秦绍东张成华许健吴宝山相宏伟李永旺
- 关键词：费托合成铁基催化剂
- 聚乙二醇介质中纳米Fe-Mn催化剂的F-T合成反应性能
- 2017年
- 采用化学还原法在乙二醇/水混合溶剂中制备纳米Fe-Mn催化剂,考察其在液态聚乙二醇中的F-T合成反应性能。透射电子显微镜、X射线衍射、穆斯堡尔谱和X射线光电子能谱等表征结果表明,纳米Fe-Mn催化剂粒径为(20~50)nm,具有铁磁性非晶结构,Mn主要富集在催化剂表面,Mn的加入使Fe更富电子,催化剂更易碳化。纳米Fe-Mn催化剂表现出很高的F-T反应活性,Mn的加入有利于催化剂的链增长反应,使产物分布向重质烃方向偏移。
- 程晓凡宋双田王振宇张蕾吴玉秀祁敏薛尚龙庄岩吴宝山
- 关键词：催化化学聚乙二醇非晶态合金F-T合成
- 还原温度对Fe-Mo催化剂性质及F-T合成性能的影响被引量：3
- 2012年
- 研究了还原温度对Fe-Mo催化剂性质及费托(F-T)合成性能的影响。采用N2物理吸附、X射线衍射、穆斯堡尔谱和H2程序升温脱附技术对催化剂进行了表征。结果表明,随还原温度升高,金属铁晶粒粒径增大,金属铁上的H2吸附量先升后降;催化剂还原度提高,反应态催化剂碳化铁含量递增。催化剂F-T合成性能在280℃、1.5 MPa、2 000 h-1、合成气H2/CO比为2.0条件下在固定床反应器中测试。反应结果表明,随还原温度提高,催化剂接近稳态时的活性和重质烃选择性(C5+)先升后降,而甲烷选择性则先降后升。350℃还原催化剂具有最佳F-T合成反应性能。
- 秦绍东张成华许健吴宝山相宏伟李永旺
- 关键词：费托合成铁基催化剂还原温度
- Ru和Cu助剂对费托合成Fe基催化剂反应性能的影响被引量：7
- 2011年
- 研究了Ru和Cu助剂对无K的费托(F-T)合成Fe基催化剂的织构性质、物相结构、还原和碳化行为的影响.在n(H2)/n(CO)=2.0,t=260oC,p=1.5MPa和GHSV=2000h-1的条件下,采用固定床反应器考察了Ru,Cu助剂对Fe基催化剂费托合成反应性能的影响.采用低温N2物理吸附、X射线衍射、穆斯堡尔谱和程序升温还原技术对催化剂进行了详细表征.结果发现,Ru或Cu的添加均提高了铁氧化物的分散度,不同程度地促进了催化剂的还原和碳化,Cu的作用更为显著.反应结果表明,Ru或Cu的添加均提高了催化剂上F-T合成反应活性,其中Cu的添加降低了CH4选择性,促进了C5+的生成;而Ru的作用则相反.
- 王立丽吴宝山李永旺
- 关键词：费托合成钌助剂铁基催化剂固定床反应器
- 水分压对铁基费托合成催化剂还原动力学的影响被引量：4
- 2010年
- 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-Fe2O3还原为Fe3O4,然后超顺磁态Fe3O4先还原为FeO,再还原为α-Fe,而顺磁态Fe3O4则直接还原为α-Fe.恒温还原结果表明,催化剂在2.5%H2O-97.5%H2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%H2O-97.5%H2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Fe3O4还原为α-Fe过程的影响大于其对α-Fe2O3还原为Fe3O4过程的影响.
- 王洪杨勇吴宝山许健王虎林青明相宏伟李永旺
- 关键词：费托合成铁基催化剂还原动力学表观活化能
- 聚乙二醇介质中纳米铁基催化剂上的费托合成被引量：4
- 2010年
- 采用化学还原法在纯水中制备了纳米铁基催化剂,将其直接分散到液态聚乙二醇(PEG)中进行费托合成(FTS)反应.透射电子显微镜、X射线衍射、穆斯堡尔谱和X射线光电子能谱等结果表明,还原态催化剂粒径在30～65nm,主要由无定形的Fe-B和α-Fe组成,其中B部分电子向Fe转移.反应过程中,无定形的Fe-B首先快速转变为α-Fe,而α-Fe很容易发生碳化或氧化,最终转变为Fe3O4和碳化铁.PEG能有效抑制纳米粒子的聚集长大,反应后催化剂粒径减小为20～55nm.在3.0MPa,V(H2)/V(CO)=2和200oC的反应条件下,该催化剂表现出优异的FTS低温活性和较高的稳定性,反应后产物和催化体系很容易实现分离.
- 程晓凡吴宝山相宏伟李永旺
- 关键词：铁聚乙二醇费托合成
- 铁基费托合成催化剂相变调控及反应性能被引量：5
- 2013年
- 在Fe基模型催化剂上,通过先深度还原后控制碳化的方法实现了物相结构的调控.采用X射线衍射、穆斯堡尔谱、程序升温脱附技术和激光拉曼光谱等方法表征了催化剂还原和反应前后的物化性质,并在固定床反应器中考察了不同条件活化后催化剂上费托反应性能.结果表明,H2还原后的催化剂主要由α-Fe相组成,且随着还原温度的提高,α-Fe相的致密程度增加,平均晶粒尺寸增加,稳定性提高;再采用乙烯对H2还原后催化剂进行碳化,可有效控制α-Fe的碳化速度,使碳化过程主要发生在Fe晶粒表层,同时改变了催化剂在反应过程中的物相变化,乃至其催化性能.与纯H2或合成气气氛活化的催化剂相比,采用先H2还原后乙烯碳化的预处理方法能够明显提高催化剂的活性和稳定性.
- 高芳芳王洪青明杨勇李永旺
- 关键词：费托合成铁基催化剂还原温度
