【摘要】：費托合成(Fischer-Tropsch synthesis,FTS)是實現(xiàn)煤炭清潔利用的重要途徑之一。近年來通過FTS制取目標產(chǎn)物如烯烴、α-烯烴、汽油、柴油等成為C1化學領域的研究熱點。通過對影響產(chǎn)物分布的因素進行調(diào)變、發(fā)展產(chǎn)物選擇性可控的合成氣高選擇性轉(zhuǎn)化新催化劑是一項重要的研究課題。費托合成產(chǎn)物分布受初級反應、烯烴二次反應和水煤氣變換反應等反應的影響,產(chǎn)物分布表現(xiàn)出烯烴選擇性低、CO2等副產(chǎn)較高的特點。而烯烴的二次反應和水煤氣變化反應與烯烴、H2O的吸脫附行為緊密相關,因此通過對催化劑進行親疏水改性的控制可以有效的調(diào)變烯烴和H2O的吸脫附行為而影響二次反應和水煤氣變化反應,最終實現(xiàn)目標產(chǎn)物的有效控制。本文針對烯烴和H2O的吸脫附行為對產(chǎn)物分布的影響,設計、制備了親疏性改性的鐵基催化劑,探究親/疏改性對催化性能的影響。結合XRD、FT-IR、TEM、TG、H2-TPR、CO-TPD等表征,就親/疏改性對烯烴、H2O的吸脫附行為對費托合成反應產(chǎn)物分布的影響進行了深入的探究。具體的研究內(nèi)容包括以下幾個方面:1.采用水熱法、Stober法、硅烷化反應制備了不同疏水基團(-CH3、-(CH3)2、-(CH3)3)改性的核殼鐵基催化劑。Fe2O3核表面均勻包覆SiO2殼層,SiO2殼表面羥基和硅烷化試劑反應實現(xiàn)了-CH3、-(CH3)2、-(CH3)3基團對催化劑表面的疏水改性,其中SiO2殼作為橋梁和紐帶連接Fe核和甲基。相比于未改性核殼催化劑,經(jīng)-(CH3)3改性后催化劑Fe@Si-(CH3)3的催化性能變化最明顯:C2=～C4=選擇性為30.12%、CO2選擇性19.38%。表明經(jīng)過三甲基疏水改性有助于CO2選擇性的降低。將上述制備的不同疏水基團改性的催化劑經(jīng)K改性,烯烴選擇性明顯提高。采用原位改性、機械混合、等體積浸漬法三種不同方式制備K改性的三甲基疏水催化劑,浸漬添加K改性的方式比較適宜,CO2選擇性明顯降低且烯烴選擇性明顯提高。2.為進一步探究三甲基改性對FTS產(chǎn)物分布的影響,將上述制備的三甲基改性樣品經(jīng)多次高溫焙燒,除去樣品中的多種雜質(zhì),制備了經(jīng)-(CH3)3改性的高疏水性的催化劑(Fe2O3@SiO2-(CH3)3),顯示出對CO加氫的高活性和穩(wěn)定性,具有非常低的CO2選擇性(低于5%)和更高的C2=～C4=選擇性。結合相應的表征分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過三甲基改性的疏水表面可以抑制水的再吸附,明顯的抑制了 WGS活性并因此抑制了CO2的產(chǎn)生。3.制備表面富含羥基、氨基等極性基團的殼聚糖做載體的負載鐵基催化劑,極性基團的存在顯著抑制了烯烴的再吸附而降低了烯烴二次加氫的能力,烯烴選擇性均明顯提高。K-Fe/CTS的CO加氫性能最好,在CO轉(zhuǎn)化率為68%時,C2=～C4=選擇性達51.95%。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ426;TQ529.2
【圖文】：

邐ＭＶＷ５ｓｈｃｌｌ逡逑＾邋Ｐｕｒｅ邋ＦＩ邋？邋Ｓｉｌｉｃａ．邋１邋ｌａｙｅｒ邋S緬澹齲停希遙螅瑁澹歟戾義賢跡保埠絲切徒簩淮呋聊Ｐ灣義希疲椋紓澹保玻澹裕瑁邋澹恚錚洌澹戾澹錚駑澹簦瑁邋澹悖錚潁澹螅瑁澹歟歟歟椋耄邋澹悖幔穡螅酰歟邋澹悖幔簦幔歟螅簦義顯諍絲切痛呋戀納杓樸胗τ昧煊潁絲切偷慕峁咕齠慫塹拇呋閱埽矗福保繽跡保乘盡ｅ義洗由杓平嵌瘸齜�，箼壣航z墻峁咕哂腥縵錄傅閿諾悖海ǎ保┗钚暈壞憧梢隕杓圃諍耍遣糠鄭踔量懾義弦怨倌芑嬌潛礱婊蛘咚形恢玫姆腫由�。峨s諼揮諍松喜⑶度肟悄詰幕钚暈壞悖呶攣榷ㄐ越義系玫教岣�。（２）可臆S返骺乜翹蹇紫堵�、孔径和繂荞都x曰竦貿(mào)嘰繆≡裥院托巫囪≡裥浴＃ǎ常╁義峽梢遠ㄏ蜓≡窈銑珊撕涂塹牟牧弦曰竦米羆訓男饔謾４送�，也可以获得两亲性、酸尖Aδ苠義閑裕擔保擔常鋇榷喙δ艽呋災�。（４）航z墻峁夠箍梢雜肫淥擅捉峁菇岷弦越徊教岣咂浯呋閱�。辶x希緬義賢跡保澈耍悄擅狀呋遼杓撇唄緣氖疽饌�。辶x希疲椋紓澹保常澹櫻悖瑁澹恚幔簦椋沐澹椋歟歟酰螅簦潁幔簦椋錚鑠澹錚駑澹洌澹螅椋紓鑠澹螅簦潁幔簦澹紓椋澹簀澹媯錚蟈澹悖錚潁澹螅瑁澹歟戾澹睿幔睿錚悖幔簦幔歟螅簦螅義希保囪蟹⑶魘棋義轄昀矗淹瀉銑曬碳壕⒄鉤晌茫旎У木涔獺Ｄ殼巴ü疲裕郵迪植鋟植嫉骺劐義系南喙匱芯懇訝〉彌匾�。包信和｀P保保蕕熱松杓屏慫δ埽ň哂謝ゲ剮災實乃钚暈壞悖└春洗咤義匣粒希兀冢牛襄澹ǎ希椋洌澹冢澹錚歟椋簦澹�，通过衍O锏謀礱娼峁購脫躉錚腫由副壤牡鶻謔迪侄裕茫白義匣目刂

本文編號：2769325