發(fā)布時間：2017-05-31 04:07

  本文關(guān)鍵詞：鈷基催化劑對費托合成產(chǎn)物分布調(diào)控的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：費托合成(Fischer-Tropsch synthesis, FTS)反應(yīng)是以合成氣(CO和H2)為反應(yīng)物制備出混合烴、含氧有機物的過程。FTS反應(yīng)物來源廣泛,可以通過煤、天然氣、生物質(zhì)等獲得,產(chǎn)物清潔環(huán)保,近年來更是因國際油價的持續(xù)攀升而受到關(guān)注。FTS產(chǎn)物為混合物,組成依據(jù)聚合物機理,產(chǎn)物分布寬,因此提高某一組分產(chǎn)物的選擇性成為當(dāng)前費托合成研究的熱點。本文通過制備不同的Co/MnOx (Co/MnO、Co/MnO2. Co/Mn2O3、Co/Mn3O4)催化劑,并借助XRD、SEM、TEM、BET、 TPR、DRIFTS、XPS表征手段分析催化劑的理化性質(zhì),比較不同氧化錳載體對催化性能的影響,考察其對低碳烯烴(C2=-C4=)的選擇性影響。考察了實驗條件、Zr助劑對Co/Mn3O4催化劑產(chǎn)物分布的影響：探索了Mn/Co3O4催化劑FTS的催化性能。制備了單一物相的MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4,采用浸漬法制備了對應(yīng)的Co基催化劑,分析了催化劑的物相組成、微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、還原性、表面電子狀態(tài)等理化性質(zhì)對FTS反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明：四種催化劑中,Co/MnO和Co/Mn3O4表面鈷物種分散均勻,還原度較高,催化活性較高；Co/Mn2O3和Co/Mn3O4的C2=～C4=選擇性較高。綜合考慮,Co/Mn304的FTS催化效果最好�？疾炝诉�原溫度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力對Co/Mn3O4催化劑FTS產(chǎn)物分布的影響,得到最佳條件為：還原溫度350℃、反應(yīng)溫度240℃、反應(yīng)壓力1MPa下進行FTS反應(yīng),CO轉(zhuǎn)化率為30.4%,C2=-C4=選擇性為48.51%,烯烷比為3.79�？疾炝薢r助劑對CO/Mn3O4催化劑的影響。采用分步浸漬法制備了不同Zr含量的Co/ZrO2/Mn3O4催化劑。結(jié)果表明,Zr助劑的加入促進了Co物種還原,減弱了Co-Mn間相互作用,使WGS活性降低。Co/10ZrO2/Mn3O4催化劑C2-C4的烯烷比雖然有3.0,但是C2=-C4=選擇性僅有26.09%。采用水熱法制備了C0304納米顆粒,通過XRD、SEM確定了物相組成和微觀形貌,考察了Mn助劑對Mn/CO3O4催化劑的影響,結(jié)果表明,隨著Mn含量的增加,CO轉(zhuǎn)化率降低,WGS活性增強,CH4的生成被抑制,低碳烯烴的選擇性增加。10Mn/Co3O4的C2=～C4=選擇性高達48.44%,O/P為3.75。
【關(guān)鍵詞】：費托合成 浸漬法 Co/MnO_x催化劑 C_2~＝～C4_~= 錳氧化物 四氧化三鈷 鋯助劑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TQ529.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 文獻綜述14-36
• 1.1 研究背景14-18
• 1.1.1 世界能源格局14
• 1.1.2 中國能源現(xiàn)狀14-15
• 1.1.3 費托合成(FTS)技術(shù)15-18
• 1.2 FTS技術(shù)研究現(xiàn)狀18-33
• 1.2.1 FTS催化劑研究18-26
• 1.2.2 FTS反應(yīng)器及反應(yīng)工藝的研究26-30
• 1.2.3 FTS反應(yīng)機理的研究30-33
• 1.3 本課題的研究目的及研究內(nèi)容33-36
• 第2章 實驗原料及表征36-42
• 2.1 實驗原料及儀器裝置36-38
• 2.2 催化劑表征方法38-39
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)38
• 2.2.2 比表面積-孔徑分布儀(BET-PSD)38
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)38
• 2.2.4 高倍透射電子顯微鏡(HR-TEM)38
• 2.2.5 程序升溫還原(TPR)38-39
• 2.2.6 漫反射傅立葉變換紅外光譜(DRIFTS)39
• 2.2.7 X射線光電子能譜(XPS)39
• 2.3 催化劑評價裝置39-42
• 第3章 浸漬法制備Co/MnO_x催化劑及FTS性能評價42-58
• 3.1 引言42-43
• 3.2 MnO_x及對應(yīng)Co基催化劑的制備43-44
• 3.3 MnO_x及對應(yīng)Co基催化劑的表征44-54
• 3.3.1 載體和催化劑的XRD表征44-46
• 3.3.2 Co/MnO_x的BET-PSD表征46-47
• 3.3.3 MnO_x及對應(yīng)催化劑的SEM表征47-48
• 3.3.4 Co/MnO_x催化劑的HR-TEM表征48-49
• 3.3.5 MnO_x及對應(yīng)催化劑的TPR表征49-51
• 3.3.6 Co/MnO_x催化劑的XPS表征51-53
• 3.3.7 Co/MnO_X催化劑的DRIFTS表征53-54
• 3.4 Co/MnO_x催化劑的FTS活性評價54-57
• 3.4.1 浸漬法制備Co/MnO_x催化劑的CO轉(zhuǎn)化率54-55
• 3.4.2 浸漬法制備Co/MnO_x催化劑FTS產(chǎn)物的選擇性55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 實驗條件對Co/Mn_3O_4催化劑FTS反應(yīng)的影響58-66
• 4.1 引言58
• 4.2 還原溫度對Co/Mn_3O_4催化劑的影響58-60
• 4.3 反應(yīng)溫度對Co/Mn_3O_4催化劑的影響60-62
• 4.4 反應(yīng)壓力對Co/Mn_3O_4催化劑的影響62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 Zr助劑對Co/Mn_3O_4催化劑FTS反應(yīng)的影響66-70
• 5.1 引言66
• 5.2 Co/ZrO_2/Mn_3O_4催化劑的制備66
• 5.3 Co/ZrO_2/Mn_3O_4催化劑的表征66-67
• 5.4 Co/ZrO_2/Mn_3O_4催化劑的FTS評價67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 Mn/Co_3O_4催化劑的FTS反應(yīng)的研究70-76
• 6.1 引言70
• 6.2 Mn/Co_3O_4催化劑的制備70-71
• 6.3 催化劑的表征71-72
• 6.3.1 催化劑的XRD表征71
• 6.3.2 催化劑的SEM表征71-72
• 6.4 催化劑的FTS評價72-74
• 6.5 本章小結(jié)74-76
• 第7章 結(jié)論76-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84-86
• 研究成果及發(fā)表論文86-88
• 作者與導(dǎo)師介紹88-89
• 附件89-90

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙紅霞,陳建剛,孫予罕;載體焙燒溫度對Co/ZrO_2催化劑催化F-T合成反應(yīng)的影響[J];催化學(xué)報;2003年12期

2 侯朝鵬;孫霞;王倩;劉斌;吳玉;夏國富;李明豐;聶紅;李大東;;氧化鋁負載Co基F-T合成催化劑還原性能[J];分子催化;2011年03期

3 滿雪;高維恒;;費托合成催化劑的研究進展[J];廣東化工;2009年06期

4 蔡麗萍;劉化章;唐浩東;胡樟能;鄭遺凡;黃文宏;楊霞珍;;助催化劑對Fe_(1-x)O基費-托合成催化劑性能的影響[J];工業(yè)催化;2006年11期

5 路文江;國星;馮煜東;吳春華;許e，

本文編號：408592