F-T合成Co基催化劑研究.pdf

1、F-T合成是利用催化劑將合成氣(CO和H2)轉(zhuǎn)化成高附加值化學(xué)品的過程。我國有較豐富的天然氣資源，但大多在邊遠地區(qū)，運輸困難。通過F-T合成轉(zhuǎn)化為液體燃料，則便于運輸。浙江省有東海天然氣資源，又有豐富的生物質(zhì)資源，通過F-T合成轉(zhuǎn)化為液體燃料，可以補充無石油資源的浙江省液體燃料的不足。不論從能源和經(jīng)濟上講，還是把F-T合成作為一個新興產(chǎn)業(yè)來講，浙江省開展以天然氣和生物基為原料的F-T合成，具有重要的現(xiàn)實意義和理論意義。 本文考察

2、了載體SiO2的類型、催化劑制備條件(載體預(yù)處理、溶劑、干燥和焙燒等)、Co負載量、還原溫度及時間和助催化劑對Co催化劑的影響，利用固定床反應(yīng)器對催化劑的F-T合成反應(yīng)性能進行了評價，采用多種表征技術(shù)(物理吸附、XRD、TPR、IR等)探索上述調(diào)變因素對Co基催化劑的物理結(jié)構(gòu)與F-T合成性能之間的構(gòu)效關(guān)系，得到以下主要結(jié)果： SiO2載體對催化劑的影響主要通過孔徑、孔容、Si-O鍵穩(wěn)定性及結(jié)晶形態(tài)幾方面起作用。最佳孔徑為4-8n

3、m；Si-O穩(wěn)定性對催化劑還原能力有顯著影響：Si-O鍵不穩(wěn)定，則部分斷裂Si-與Co強相互作用形成穩(wěn)定的難還原化合物CoSiOx；相反，Si-O鍵穩(wěn)定，則SiO-Co鍵弱，催化劑易還原；以無定形SiO2為載體制備的催化劑還原性能要比結(jié)晶型的載體好； 催化劑活性位數(shù)可能是催化劑活性隨負載量增加而提高的主要原因，同時催化劑的最佳負載量與載體性質(zhì)有關(guān)；催化劑最佳還原時間為6h，還原時間短，導(dǎo)致催化劑還原不完全，還原時間長易使催化劑燒

4、結(jié)并破碎；催化劑在350℃焙燒并在400℃還原可獲得最高活性和最低CO2和CH4選擇性，還原溫度等于或低于250℃，則還原不徹底。催化劑在450℃下焙燒并未發(fā)現(xiàn)有燒結(jié)現(xiàn)象；催化劑最佳制備方法為：載體浸漬前先經(jīng)過抽真空預(yù)處理、溶劑采用無水乙醇，并用微波進行干燥。 Zr可以提高催化劑在反應(yīng)過程中的抗氧化性能，保證催化劑活性中心不被氧化，同時能阻止金屬與氧化硅載體間形成硅酸鈷，引起Co與SiO2間的相互作用發(fā)生變化，形成新的易還原Co-Zr物