F-T合成Co基催化剂研究进展

由于日趋严重的石油危机,寻找一种石油替代品显得尤其重要。F-T合成反应是将含碳资源转化成液体燃料的核心技术,关键是开发活性高、选择性高和稳定性好的催化剂。而Co基催化剂被认为是F-T合成最有前途的催化剂。综述了近年来Co基催化剂F-T合成反应的研究进展,重点介绍Co基催化剂的载体、助剂、制备方法和前驱体等方面对催化剂活性和选择性的影响,认为未来Co基催化剂的发展方向是增加催化剂活性和对重质烃的选择性,减少甲烷和 CO₂ 排放,研究趋势将是催化剂的复合化和多功能化。     

载体对钴基F-T合成催化剂反应性能的影响研究

采用浸渍法制备了负载型钴基催化剂,Co的质量分数为16.7%.考察了载体活性炭、活性氧化铝、硅胶和γ-Al2O3对催化剂性能的影响.催化剂的催化活性依Co/γ-Al2O3、Co/硅胶、Co/活性炭和Co/活性氧化铝下降,烃产物的链增长能力按Co/γ-Al2O3、Co/硅胶、Co/活性氧化铝和Co/活性炭的次序减弱.Co/活性炭催化剂有利于低碳烃的生成,Co/γ-Al2O3利于重质烃的生成.随着反应温度的提高,副产物CH4、CO2的选择性增加,链增长能力下降,低碳烃含量增加.     

Co基费托合成催化剂研究进展

概述了co基费托合成催化剂的制备方法,介绍了Co盐种类、浸渍方法、浸渍溶液的pH值、Co盐溶剂、金属Co负载量和干燥温度等制备条件对Co基催化剂活性的影响,介绍了Co基催化剂的改性方法。并在此基础上对Co基催化剂今后的研究发展方向进行了展望。     

还原温度对Co/ZnO催化剂的F-T合成反应性能影响

采用沉淀-浸渍法制备Co/ZnO催化剂,研究还原温度对Co/ZnO催化剂F-T合成反应性能影响。结果表明,催化剂Co/ZnO适宜在较低温度还原,Co负载质量分数5%和10%的催化剂最佳还原温度分别为260 ℃和250 ℃。还原温度与催化剂活性之间的关系取决于Co/ZnO催化剂上Co的分布状态,氧化态Co以约50 nm的颗粒存在于ZnO表面,容易被氢还原。低温还原的Co基催化剂是浆态床F-T合成的良好催化剂。     

助剂Al改善Co/ZnO催化剂F-T反应性能的研究

通过均匀沉淀法制备Zn O,将其作为Co基催化剂载体,评价Co/Zn O催化剂的F-T反应性能,研究发现,助剂Al可以改善Co/Zn O催化剂失活现象。采用XRD和H2-TPR对催化剂进行表征。结果表明,Co/Zn O催化剂主要因为反应过程中的烧结导致失活,添加助剂Al有效缓解催化剂的烧结现象,Al质量分数为0.1%时,不仅明显改善催化剂的反应稳定性,还提高催化剂的F-T反应活性。     

Co/AC催化剂对F-T合成醇产物的影响

以活性炭为载体,采用真空浸渍法制备Co/AC催化剂,在浆态床反应器中考察反应温度、反应压力和空速等条件对F-T合成醇产物的影响。结果表明,升高反应温度对长链烃和醇的生成有利,醇类的选择性随着反应压力的增大而提高,但反应压力增至3.0 MPa后,继续增加反应压力对醇类选择性变化不大;随着空速的增大,液相产物中醇含量虽然增加,但醇的分布无变化。     

负载型贵金属催化剂在甲醛完全催化氧化上应用的研究进展

甲醛是一种主要室内空气污染物之一,其对人体的健康造成很大的危害。催化氧化法是一种有效治理甲醛的方法。负载型贵金属催化剂因其在室温下就可以对甲醛具有很强的催化氧化能力,所以被认为是治理甲醛的最有前景的催化材料。因此,文章的目的是介绍贵金属催化剂在治理甲醛方面的研究进展。最后对负载型贵金属催化剂在甲醛催化氧化上的应用进行展望。     

F-T合成“蛋壳”型Co/ZrO_2/SiO_2催化剂的制备及表征

采用浸渍法制备了ZrO2改性的的硅胶催化剂载体,并以该载体制备了蛋壳型催化剂,利用BET,SEM和EDS等考察了钴基催化剂的结构和还原性能.结果表明,ZrO2改性的蛋壳型催化剂具有更好的比表面性能;ZrO2改性的载体有利于提高催化剂的分散程度、催化活性及C5+选择性.在温度250℃,压力2MPa,空速500h-1条件下,蛋壳型催化剂上CO转化率可达到89.87%～96.58%,C5+选择性为76.8%～84.7%.     

新型双孔F-T合成钴基催化剂的制备及其性能

采用浸渍法制备了ZrO2改性的具有2种孔结构的硅胶催化剂载体,以其为基体制备了具有双孔结构的蛋壳型钴基催化剂,考察了其结构和催化性能. 结果表明,双孔结构的载体和相应的催化剂具有更好的比表面性能,ZrO2改性的双孔载体有利于提高催化剂的分散程度、催化活性及C5+选择性. 在温度250℃、压力2 MPa、空速500 h-1条件下,蛋壳型催化剂上CO转化率可达96.6%, C5+选择性为91.2%.     

乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂研究进展

概述近年来国内外乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂的研究进展,主要探讨了催化剂的活性组分、载体及其对催化活性的影响,简要介绍催化剂失活原因与再生手段.多种贵金属的协同催化、载体处理方法的多样化、制备过程的条件优化是贵金属无汞催化剂未来的发展方向.     

活性炭负载的贵金属催化剂失活原因及活化技术的研究进展

活性炭负载的贵金属催化剂,如Pd/C、Ru/C、Pt/C、Au/C和Rh/C等,广泛应用于医药化工、颜料、染料化工、香料及合成氨和PVC生产等方面,不仅具有活性高和选择性好的特点,而且由于活性炭本身的化学惰性,催化剂可以连续多次使用,使用后的催化剂具有活化再生及回收再利用等特点,在环保要求日益严格的今天,具有广阔的前景...     

Fischer-Tropsch synthesis by reduced graphene oxide nanosheets supported cobalt catalysts: role of support and metal nanoparticle size on catalyst activity and products selectivity

In this paper,a series of cobalt catalysts supported on reduced graphene oxide(rGO)nanosheets with the loading of 5,15 and 30 wt-%were provided by the impregnation method.The activity of the prepared catalysts is evaluated in the Fischer-Tropsch synthesis(FTS).The prepared catalysts were carefully characterized by nitrogen adsorption-desorption,hydrogen chemisorption,X-ray diffraction,Fourier transform infrared spectroscopy,Raman spectroscopy,temperature programmed reduction,transmission electron microscopy,and field emission scanning electron microscopy techniques to confirm that cobalt particles were greatly dispersed on the rGO nanosheets.The results showed that with increasing the cobalt loading on the rGO support,the carbon defects are increased and as a consequence,the reduction of cobalt is decreased.The FTS activity results showed that the cobalt-time yield and turnover frequency passed from a maximum for catalyst with the Co0 average particle size of 15 nm due to the synergetic effect of cobalt reducibility and particle size.The products selectivity results indicated that the methane selectivity decreases,whereas the C5+selectivity raises with the increasing of the cobalt particle size,which can be explained by chain propagation in the primary chain growth reactions.     

氧化物助剂对费托合成钴基催化剂的促进作用

氧化物助剂促进的钴基催化剂具有费托合成反应活性和长链烃选择性高等特点,是高选择性地获得馏分油的关键,具有良好的应用和研究价值。本文针对氧化物助剂对钴基催化剂的促进作用,综述了氧化物助剂对钴基催化剂的结构、稳定性以及费托合成反应性能的影响,详细分析了氧化物助剂对钴基催化剂的还原性能和分散度的影响, 同时介绍了影响氧化物助剂促进作用的因素,重点讨论了氧化物助剂的促进作用机理。并对如何更好地发挥氧化物助剂在钴基催化剂中的促进作用进行了展望：应加强氧化物助剂对钴基催化剂促进作用机理的基础研究,并且重视影响氧化物助剂促进作用的因素。     

费托合成催化剂还原技术研究

费托合成工艺能否成功运行的关键因素之一为催化剂及其还原工艺的选择。本文简要介绍了费托合成催化的种类及其应用领域。详细介绍了催化剂还原过程,包括催化助剂的影响、还原过程的晶态结构演化、还原动力学以及还原工艺。最后重点介绍了还原气氛、还原空速、还原温度以及还原压力等还原参数对费托催化剂合成性能的影响。结果表明:催化剂的还原过程呈现明显的多相还原复杂行为,合理的助剂添加和还原参数选择有利于提高催化剂的还原性、活性和产品选择性。     

Dynamics of the fischer-tropsch synthesis over a supported cobalt catalyst

Step-change experiments between H₂, CO, and syngas mixtures with time resolution of ca. 0.3 s were undertaken to critically test mechanisms proposed in the literature for the Fischer-Tropsch synthesis. A silica-supported cobalt catalyst was used. Results suggest C₂₊ olefins and branched paraffins form from a carbon deposit on the catalyst surface. Two pathways appear to exist for methane formation. The first of these is from the carbon deposit through direct hydrogenation and through hydrogenolysis of the long-chain materials formed. The second pathway is hydrogenation of strongly adsorbed CO.     

费托合成钴催化剂的失活与再生研究进展

为降低费托合成钴催化剂成本,提高费托合成钴催化剂的稳定性和寿命,分析了费托合成钴催化剂的失活与再生机理,论述了费托合成钴催化剂的再生方法。结果表明,中毒、烧结长大、积碳、氧化及固相反应是造成费托合成钴催化剂失活的主要原因。通过净化原料气、调节钴与载体相互作用、调整催化剂配方及工艺条件、控制钴颗粒尺寸及体系中水和H2的分压比等措施可以提高催化剂稳定性和寿命。通过脱蜡、氧化、还原可实现催化剂再生,氧化是再生的关键步骤,要注意氧化过程中升温速率、热量移除等问题;多次的氧化和还原过程可增加再生催化剂中金属钴与还原助剂的均匀性,提高再生催化剂的活性。     

Composition modulation of the fischer-tropsch synthesis over a supported cobalt catalyst

Different cycling strategies are explored to see if carbon chain growth can be enhanced and methane formation suppressed. Of the strategies considered, bang-bang cycling between H₂ and CO feeds substantially increased the consumption of CO and H₂, but the formation of higher hydrocarbons and olefins was reduced. The best strategy for longer chain hydrocarbons suitable for jet or diesel fuels was found to be cycling between syngas mixtures. None of the cycling strategies was able to produce C₈₊ or low-molar mass olefin yields that matched yields found in steady-state operation.     

微反应器中费托合成的研究进展

目前费托合成常用的固定床、浆态床和流化床三种反应器存在不同程度的传质和传热问题,同时反应物/产物与催化剂难以分离,而微反应器因其可在接近等温和很小压降条件下进行反应,从而有望改善费托合成的反应性能,提高所用催化剂的活性和选择性。本文首先介绍了微反应器的结构和特性,然后从催化剂种类及其在微反应器中颗粒装填式和器壁涂覆式两种形式简述了微反应器中费托合成的实验研究,并从计算流体力学和动力学研究等方面简述了微反应器中费托合成的模拟计算。