铁助剂对纳米ZSM-5负载钴催化剂的费-托合成催化性能的影响

以蒸气转晶法制备的纳米ZSM-5为载体,采用共浸渍法负载钴,并通过不同方法引入铁助剂,制备了纳米ZSM-5负载钴基费-托合成催化剂.采用XRD、N_2-物理吸附、H_2-TPR、NH_3-TPD、XPS、TEM等方法表征催化剂,并对催化剂的费-托合成(FTS)催化性能进行评价,研究了铁离子直接掺杂ZSM-5分子筛骨架、铁钴共浸渍、铁钴分步浸渍等三种铁助剂引入方式对钴基催化剂结构、性质及费-托合成催化性能的影响.结果表明:铁助剂引入方式影响了催化剂中钴物种的分散和还原性以及载体的酸性,由此影响催化剂的费-托合成催化性能.分步浸渍法所制备的催化剂的钴物种分散度最高,但是还原性最低,使其达到稳态后具有最高的CO转化率、最低的CH_4选择性和最高的C_(5+)产物选择性.此外,以浸渍法(共浸渍和分步浸渍)引入的铁助剂更有利于iso-C_5的生成,而直接掺杂法引入的铁助剂不利于异构烃的生成.     

有序中孔铁催化剂的费-托合成催化性能研究

以KIT-6为模板用硬模板法合成了有序中孔铁催化剂,并引入Cu助剂,考察其费-托合成反应催化性能,采用原位小角X-射线衍射和N2物理吸附等对其表征,考察了Cu助剂和CO还原对其催化性能和结构的影响.结果表明：模板法合成的铁催化剂不同于传统沉淀铁催化剂,它具有特殊的有序中孔结构和较大的比表面积,较高的费-托合成反应活性和C5＋选择性.Cu助剂使有序中孔铁催化剂的还原性提高,故活性最高.CO还原后的催化剂为孔径均一的中孔结构,比表面积较大,但有序性降低,存在部分孔坍塌.     

熔铁催化剂对费托合成反应的催化特性研究

通过对某工业熔铁催化剂的分析,发现该催化剂的物相主要为Wusite-FeO和C-Carbon。考察了该催化剂在固定床积分反应器中费托合成反应。研究了不同温度,H2/CO进料摩尔比和空间速度下该催化剂的催化特性。发现当压力2．5Mpa,空速1600h^-1,H2／CO进料摩尔比为3／2,温度260～300℃时,随温度的升高,CO、H2的转化率和CH4的选择性增大,而CO2选择性减小;温度290℃,压力2．5Mpa,空速1600h^-1,H2／CO进料摩尔比在0．5～1．5时,随H2／CO进料比增加,CO转化率,H2／CO摩尔利用比和CH4选择性都增加,但H2转化率和CO2选择性减小;空速对该熔铁催化剂的催化特性的影响不显著。     

CO_2催化加氢合成醇及催化剂表征

本文研究了分子筛负载双金属催化剂的制备和反应条件对CO_2加氢合成甲醇、乙醇的催化性能的影响。详细考察了活性组分、分子筛种类、稀土添加剂、pH值及Cu/Ru比等的影响。讨论了反应温度、压力和H_2/CO_2比对催化剂活性和选择性的影响,并用XPS和FT-IR对催化剂进行了表征。     

介孔分子筛合成温度对负载钴费托合成催化剂性能的影响

在不同温度下合成了MSU-1介孔分子筛，将其作为栽体制备了负载型钴基费托合成催化剂。采用氮气低温吸附、氢气程序升温还原等方法对栽体、催化剂进行表征，并考察了各催化剂的费托合成催化性能。     

我国科学家在二氧化碳电催化还原制乙烯和乙醇方面取得突破

<正>CO_2活化和可控C-C偶联合成两个或多个碳原子(C_(2+))化合物(如乙烯和乙醇)是化学领域极具挑战性的科学难题。相对热催化,电催化经过不同的C-C偶联机理实现CO_2的还原偶联,能更好地调控C-C偶联过程。因此,创制高效催化剂,实现高电流密度、高C_(2+)选择性、高稳定性的"三高"性能,是推进电催化还原CO_2走向实际应用的关键。     

我国科学家在二氧化碳电催化还原制乙烯和乙醇方面取得突破

<正>CO_2活化和可控C-C偶联合成两个或多个碳原子(C_(2+))化合物(如乙烯和乙醇)是化学领域极具挑战性的科学难题。相对热催化,电催化经过不同的C-C偶联机理实现CO_2的还原偶联,能更好地调控C-C偶联过程。因此,创制高效催化剂,实现高电流密度、高C_(2+)选择性、高稳定性的"三高"性能,是推进电催化还原CO_2走向实际应用的关键。     

Co掺入对CeMoO_x/Al_2O_3协同催化NO、CO和C_3H_8的影响

采用挤出成型法将Co掺入CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3制备系列催化剂CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3,研究Co掺入对协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附/脱附法、NH3程序升温脱附法(NH_3-TPD)、NO程序升温脱附法(NO-TPD)、H_2程序升温还原法(H_2-TPR)和X线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。结果表明:Co掺入有利于CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3氧化CO和C_3H_8,CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3在空速7 200 h~(-1)条件下,NO的转化率为98.85%,CO的转化率为79.41%,C_3H_8的转化率为81.33%。催化剂中Co的掺入会提高氧化-还原性能、酸量、NO吸附-脱附能力、Ce~(3+)浓度以及化学吸附氧浓度。这些结果均有利于提高协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的活性。     

Fe_3O_4@mSiO_2核壳光催化剂设计及还原CO_2研究

以水热法制备的Fe_3O_4纳米颗粒,正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体合成了SiO_2包覆Fe_3O_4磁性复合材料.采用XRD、N_2吸脱附、VSM、SEM和TEM对所合成复合材料的物相结构、形貌和磁性等性能做测试分析.研究结果表明,所合成的材料呈球形,粒径分布均一,材料的比表面积为415.55m~2·g~(-1).同时探究了该材料对光催化还原CO_2的催化性能,甲烷转化率最高可达0.5mmol/g.     

组分含量对CuO-ZnO-ZrO2催化CO氧化性能的影响

采用共沉淀法制备CuO-ZnO-ZrO_2催化剂,考察CuO质量分数及ZnO…ZrO_2质量比对CuO-ZnO-ZrO_2催化剂结构及物化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、比表面及孔径分析(BET)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等方法表征CuO-ZnO-ZrO_2催化剂.结果表明:当CuO质量分数为70%,ZnO…ZrO_2质量比为1…1时,CuO-ZnO-ZrO_2催化剂具有较大的比表面积和孔容积,较好的分散度,较小的晶粒尺寸,以及较好的氧化还原性能,在催化CO氧化反应中表现出较优的活性,在常压、373K反应温度下,CO转化率达到75%,并且连续反应22h,稳定性能良好.     

不同载体和前驱体对钴基催化剂浆相费托合成性能的影响

以SiO2和γ Al2O3为载体,以硝酸钴、醋酸钴和氯化钴为前驱体,利用浸渍法制备出钴基细粒子催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能,分析了不同载体和前驱体对浆相费托反应性能的影响。结果表明,SiO2载体上钴物种的分散度和还原度均高于γ Al2O3载体,因而Co/γ Al2O3催化剂的活性最差,CO转化率远低于Co/SiO2催化剂。不同钴前驱体所制备的Co/SiO2催化剂钴物种的分散度和还原度有很大的差别,其相应的Co/SiO2催化剂的浆相费托活性顺序由大到小依次为:Co(NO3)2,Co(NO3)2+Co(CH3CO2)2,Co(CH3CO2)2,CoCl2。     

Al2O3-TiO2复合氧化物负载的钴基催化剂光热费托合成性能研究

选用Al₂O₃和TiO₂的复合物作为催化剂的载体,通过浸渍法合成了不同TiO₂含量(0%,5%,10%,15%)的负载型钴基催化剂,采用XRD、TEM、TPR、BET、UV-Vis、XPS、CO-TPD等技术对催化剂进行了表征,并考察了其光热催化费托合成性能。结果表明,含量较少的TiO₂是激发光催化反应的决定因素,引入紫外光照能够激发光生电子从TiO₂向金属钴转移,有利于反应物CO分子的解离活化,致使CO转化率大幅提升。产物分布方面,抑制产生CO₂,促进低碳数烷烃生成。当TiO₂含量为5%时,光照引起的CO转化率提升幅度最高,可达68.8%。此研究有助于理解光热催化费托反应体系中催化剂构效关系和反应过程。     

不同载体和前驱体对钴基催化剂浆相费托合成性能的影响

以SiO2和γ-Al2O3为载体，以硝酸钴、醋酸钻和氯化钴为前驱体，利用浸渍法制备出钻基细粒子催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能，分析了不同载体和前驱体对浆相费托反应性能的影响。结果表明，SiO2载体上钴物种的分散度和还原度均高于γ-Al2O3载体，因而Co／γ-Al2O3催化剂的活性最差，CO转化率远低于Co／SiO2催化剂。不同钴前驱体所制备的Co／SiO2催化剂钴物种的分散度和还原度有很大的差别，其相应的Co／SiO2催化剂的浆相费托活性顺序由大到小依次为：Co(NO3)2，Co(NO3)2 Co(CH3CO2)2，Co(CH3CO2)2，CoCl2。     

碱土金属氧化物掺杂CeO2催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇

采用浸渍法制备了碱土金属氧化物MO(MgO、CaO、SrO和BaO)掺杂的MO-CeO2催化剂,通过X-射线粉末衍射、H2程序升温还原和CO2程序升温脱附等手段表征了催化剂的结构和表面性质,并考察其对1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇反应的催化性能.结果表明,碱土金属氧化物掺杂未改变CeO2的萤石型结构,但可增加MO-CeO2催化剂的氧缺陷位和表面碱性位点,进而提高其催化1,4-丁二醇选择性脱水的活性和3-丁烯-1-醇的选择性.其中,CaO-CeO2催化剂表现出最优的催化性能,3-丁烯-1-醇收率达52.44%.     

合成气制备工艺和二甲醚合成工艺的集成

在固定床反应器中,用3种典型的天然气造气工艺制备的合成气制备二甲醚,考察了温度、压力、空速等反应条件对催化剂性能的影响．实验结果表明,由于合成气一步法合成二甲醚是一个体积减小的反应,随着压力的增加,CO转化率增加;随着空速的增加,CO转化率降低;随着温度的升高,CO转化率先增加,达到一定值后,逐渐开始下降．分别用丹麦Topscpe甲醇合成催化剂和国产甲醇合成催化剂制备了DME合成催化剂,对其性能进行比较发现,前者具有较好的低温催化性能．用CH4-Air-H2O-CO2转化工艺制备的合成气,即含氮合成气合成二甲醚在适当增加压力的条件下,可取得较高的CO单程转化率和二甲醚回收率,且天然气的消耗量较少．     

还原方式对Ru-Zn/ZrO_2催化剂上苯加氢反应的影响

以苯选择性加氢制环己烯为模型反应,考察了Ru-Zn/ZrO_2催化剂制备过程中还原方式对催化剂催化性能的影响.运用TEM、SEM、BET等技术对催化剂进行了表征.评价结果表明,采用高压液相还原制备的RuZn/ZrO_2-3催化剂在苯选择加氢制环己烯反应中表现出高催化性能,当苯转化率为41%时,环己烯选择性达到了83.8%.TEM、SEM结果表明催化剂上Ru微晶呈高分散,有利于苯转化率的提高.BET比表面积25 m~2/g,RuZn/ZrO_2-3催化剂最可几孔径分布范围20~50 nm,有利于环己烯选择性的提高.     

铁酸盐的形貌调控及其催化还原CO_2的性能研究

铁酸盐是一种简便易得的二元金属氧化物,可以通过调节形貌,改变双金属离子的组合构型,实现不同的光催化性能.本实验通过溶剂热和水热法合成了棒状NiFe_2O_4,CuFe_2O_4纳米结构,以及片状、颗粒状CuFe_2O_4纳米结构.通过对比其催化还原CO_2性能之间的差异,发现Fe-Cu双金属离子拥有比Fe-Ni双金属离子更为优异的协同催化性能,片状CuFe_2O_4催化降解CO_2时,拥有较高的CO产率.通过对片状CuFe_2O_4进行Au颗粒修饰,将其催化制备CO的产率提升至537.6μL~(-1)·g~(-1)·h~(-1),实现了对铁酸盐的催化降解效率的提高.     

K对Cu/Zn/La/ZrO_2催化剂上CO加氢制备异丁醇的影响

采用共沉淀法制备了碱金属K改性Cu/Zn/La/ZrO_2催化剂,在固定床反应器上分析了其在合成气制异丁醇反应中的催化性能,利用BET、XRD、CO_2-TPD、NH3-TPD及CO-TPD表征技术,研究了K助剂的添加和反应温度对催化剂性能的影响。结果发现:K助剂不仅对催化剂结构及表面性质影响较大,同时对异丁醇合成活性也有明显影响。K改性导致催化剂各活性组分分散性变差,催化剂晶粒增大,CuO还原温度升高。但K促进了催化剂表面弱酸酸量及弱碱碱量的增加,催化剂上弱酸酸量、弱碱碱量分别与CO吸附性能、总醇时空收率有较好的顺变关系。结果表明:适宜的弱酸、弱碱中心有利于提高总醇的时空收率和总醇中异丁醇的选择性。     

勃姆石四(4-硝基苯基)铁卟啉的催化性能

采用沉淀-焙烧法制备了勃姆石(BM)固载四(4-硝基苯基)铁卟啉[Fe T(4-NO2)PP/BM]催化剂,并用UV-Vis和FT-IR技术对其进行了表征。考察了Fe T(4-NO2)PP/BM在无任何溶剂和还原剂的条件下,催化空气氧化环己烷的性能。结果表明:在418 K和1.0 MPa的反应条件下,用仅含有0.001 1 mmolFe T(4-NO2)PP的勃姆石四(4-硝基苯基)铁卟啉就可以连续催化3次,并能提供平均为5.76%的环己烷转化率,90.3%的K/A油选择性和9.7×104的催化剂转化数,比相应未固载的Fe T(4-NO2)PP具有更好的催化性能和重复使用性能。     

完全液相法中不同前驱体制备方法对二甲醚催化剂性能的影响

利用完全液相法,以溶胶凝胶法、共沉淀沉积法、凝胶网格法以及凝胶网格与共沉淀沉积法相结合的前驱体制备方法制备了CuZnAl浆状催化荆,采用XRD,H2-TPR以及BET对其进行表征,考察了CuZnAl浆状催化剂在催化合成二甲醚反应中的反应性能.结果表明:不同的前驱体制备方法对催化剂的性能有显著影响,采用共沉淀沉积法制备催化荆前驱体时,所得催化剂中Cu的平均晶粒小、比表面积较大、催化剂中Cu与Zn的相互作用强且可还原铜物种较多,活性评价发现其催化剂活性最高,稳定性好.