發(fā)布時(shí)間：2017-10-25 04:13

  本文關(guān)鍵詞：合成氣制備低碳烯烴鈷基催化劑的研究

  更多相關(guān)文章： 費(fèi)托合成 低碳烯烴 Co_3O_4催化劑 錳助劑 二氧化硅 浸漬法

【摘要】：費(fèi)托合成(Fischer-Tropsch Synthesis, FTS)是指在催化作用下將合成氣(CO和H2)轉(zhuǎn)換成脂肪烴和含氧化合物的過程。由于費(fèi)托合成能夠?qū)⒚�、天然氣等資源作為原料,通過高效轉(zhuǎn)化生成清潔燃料,且因石油資源的供不應(yīng)求,使得FTS備受關(guān)注。FTS產(chǎn)物為混合物,主要為直鏈烷烴,產(chǎn)物分布寬,遵循Anderson-Schultz-Flory (ASF)分布,因此通過研究新型催化劑來提高低碳產(chǎn)物的選擇性成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本文通過制備五種不同形貌的C0304(顆粒、片狀、球型、立方體、棒狀)催化劑,通過XRD、TPR、SEM、TEM、XPS表征手段分析催化劑的物理化學(xué)性質(zhì),考察了不同形貌催化劑對費(fèi)托合成反應(yīng)結(jié)果的影響,考察對低碳(C2=-C4=)選擇性影響。通過制備負(fù)載型催化劑,考察助劑、載體、浸漬方法等因素對催化劑性能的影響。采用水熱法制備了五種不同形貌的催化劑,分析了催化劑的物相組成、晶格結(jié)構(gòu)、晶面、晶粒大小、還原性等性質(zhì)對FTS反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明：五種催化劑中,顆粒形和片狀C0304催化劑屬于HCP晶型,晶粒直徑小,還原度較高,催化活性較高,鏈增長能力較弱,易生成低碳烯烴；棒狀C0304催化劑甲烷選擇性較高,立方體與球形C0304催化劑C2=-C4=選擇性高,但轉(zhuǎn)化率太低。因此綜合考慮,顆粒與片狀催化劑的FTS催化性能最好。采用浸漬法制備了不同Mn含量的Mn/Co3O4催化劑。結(jié)果表明,添加助劑Mn影響了CO周圍的電子密度,抑制催化劑加氫能力同時(shí)抑制鏈增長,使產(chǎn)物向著低碳方向進(jìn)行,有利于低碳烯烴生成10%Mn/Co3O4催化劑的O/P為3.75,C2=～C4=選擇性達(dá)到48.44%�？疾炝薗50載體對催化劑的活性與產(chǎn)物選擇性影響。采用分布浸漬法制備一系列不同Mn含量的Mn/Co304/Q5o催化劑。結(jié)果表明,由于Q50的孔徑較大,能減少產(chǎn)物在催化劑中的停留時(shí)間,防止產(chǎn)物因停留時(shí)間較長而引起的二次加氫,加上Mn助劑對催化劑的影響,使得低碳烯烴產(chǎn)物的選擇性較高。且用一步浸漬法制備10Mn/C03O4/Q50催化劑與分布浸漬法進(jìn)行對比,進(jìn)一步證明Mn在催化劑表面的作用。
【關(guān)鍵詞】：費(fèi)托合成 低碳烯烴 Co_3O_4催化劑 錳助劑 二氧化硅 浸漬法
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ529.2;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 文獻(xiàn)綜述13-33
• 1.1 FTS研究背景13-19
• 1.1.1 我國能源現(xiàn)狀13
• 1.1.2 低碳烯烴研究現(xiàn)狀13-16
• 1.1.3 費(fèi)托合成技術(shù)16-19
• 1.2 FTS技術(shù)研究進(jìn)展19-30
• 1.2.1 費(fèi)托合成催化劑研究19-23
• 1.2.2 費(fèi)托合成反應(yīng)工藝及反應(yīng)器23-27
• 1.2.3 費(fèi)托合成反應(yīng)機(jī)理27-30
• 1.3 本課題的研究任務(wù)30-33
• 1.3.1 本課題的研究意義與目的30-31
• 1.3.2 本課題的主要研究內(nèi)容31-33
• 第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及表征方法33-37
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)設(shè)備33-34
• 2.2 催化劑表征34-35
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)34
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)34-35
• 2.2.3 高倍透射電子顯微鏡(HR-TEM)35
• 2.2.4 程序升溫還原(TPR)35
• 2.2.5 X射線光電子能譜(XPS)35
• 2.3 FTS反應(yīng)裝置35-37
• 第3章 水熱合成法制備不同形貌催化劑及FTS反應(yīng)性能37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 催化劑的制備37-38
• 3.3 不同形貌Co_3O_4催化劑表征38-48
• 3.3.1 不同形貌催化劑的XRD表征38-40
• 3.3.2 不同形貌催化劑的SEM表征40-41
• 3.3.3 不同形貌Co_3O_4催化劑的TEM表征41-43
• 3.3.4 不同形貌催化劑的TPR表征43-44
• 3.3.5 不同形貌催化劑的FTS活性評(píng)價(jià)44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 Mn助劑對催化劑的FTS反應(yīng)影響49-65
• 4.1 引言49-50
• 4.2 XMn/Co_3O_4催化劑的制備50
• 4.3 Mn/Co_3O_4催化劑的表征50-58
• 4.3.1 Mn/Co_3O_4催化劑XRD的表征50-53
• 4.3.2 Mn/Co_3O_4顆粒形催化劑的TPR表征53-54
• 4.3.3 Mn/Co_3O_4催化劑的HR-TEM表征54-56
• 4.3.4 Mn/Co_3O_4催化劑的XPS表征56-58
• 4.4 Mn/Co_3O_4催化劑的FST評(píng)價(jià)58-63
• 4.4.1 小顆粒Mn/Co_3O_4催化劑的FST評(píng)價(jià)58-61
• 4.4.2 片狀Mn/Co_3O_4催化劑的FST評(píng)價(jià)61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第5章 負(fù)載型催化劑Co_3O_4/Q_(50) FTS反應(yīng)性能的影響65-81
• 5.1 引言65
• 5.2 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的制備65-66
• 5.3 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的表征66-75
• 5.3.1 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的XRD表征66-67
• 5.3.2 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的TPR表征67-68
• 5.3.3 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的TEM表征68-69
• 5.3.4 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的XPS表征69-72
• 5.3.5 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑的FTS活性評(píng)價(jià)72-75
• 5.4 Mn/Co_3O_4/Q_(50)催化劑浸漬方法對催化劑的影響75-79
• 5.4.1 不同浸漬法制備催化劑的表征75
• 5.4.2 不同浸漬法制備催化劑的TPR表征75-76
• 5.4.3 不同浸漬法制備催化劑對FTS反應(yīng)的影響76-79
• 5.5 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-91
• 作者與導(dǎo)師簡介91-93
• 附件93-94

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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2 徐志新;;費(fèi)托合成反應(yīng)器的技術(shù)進(jìn)展[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2014年24期

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4 石勇;;費(fèi)托合成反應(yīng)器的進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開發(fā);2008年05期

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6 陳建剛,相宏偉,王秀芝,孫予罕,劉濤,胡天斗,謝亞寧;鋯助劑含量對鈷基費(fèi)托合成催化劑的影響[J];催化學(xué)報(bào);2000年04期

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本文編號(hào)：1092012