費托合成的關(guān)鍵技術(shù)之一就是催化劑的設(shè)計與制備。新型催化劑前驅(qū)體分子的設(shè)計是開發(fā)新型催化劑材料的基礎(chǔ)。過渡金屬羰基簇合物在催化領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。將鈷羰基簇合物(CO)9Co3CCOOH作為前驅(qū)體,和將其與不同的過渡金屬及稀土合成橋聯(lián)簇合物,應(yīng)用于費托合成反應(yīng)催化劑的制備中,是一種新的催化劑設(shè)計思路。其中,以化學(xué)鍵合的方式將過渡金屬和稀土作為助劑引入到催化劑中,能夠制備出活性金屬鈷與助劑金屬緊密接觸均勻分散的新型催化材料。本論文的主要工作如下:1.合成三核鈷羰基簇合物(CO)9Co3CCOOH,并以之為前驅(qū)體制備了催化劑,記作Co3/A12O3。通過不同氣氛(CO、H2、合成氣)預(yù)處理后,進行了費托合成反應(yīng)性能測試,并通過TEM,XRD,DRIFTs,TPD-MS等多種表征手段研究了不同的預(yù)處理氣氛對于催化劑結(jié)構(gòu)性能的影響,以及這一影響對于最終的催化性能的影響。2.參考文獻方法分別設(shè)計合成過渡金屬(Zr、Ti)-鈷簇橋聯(lián)配合物,并以之為前驅(qū)體通過浸漬法制備催化劑,同時制備了以過渡金屬(Zr、Ti)修飾的γ-A1203為載體,羰基簇(CO)9Co3CCOOH為前驅(qū)體的催化劑,進行費托合成反應(yīng)性能測試。通過TEM,XRD,DRIFTs,TPD-MS等多種表征手段探討了助劑金屬Zr、Ti的不同引入方式對催化性能影響。3.合成了稀土金屬(La、Ce和Eu)-鈷簇橋聯(lián)配合物,并以之為前驅(qū)體制備催化劑進行費托合成性能測試。通過TEM,XRD,DRIFTs,TPD-MS等多種表征手段比較不同稀土在預(yù)處理及反應(yīng)后對催化劑前驅(qū)體分子所產(chǎn)生影響來探討影響費托合成反應(yīng)性能的因素。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O643.36;TQ529.2
【部分圖文】：

２．０？２．５ＭＰａ，主要產(chǎn)品為汽油、柴油、含氧有機化學(xué)品和烯烴等。而低溫費托合成工藝的反應(yīng)??溫度為２００？２５０°Ｃ，反應(yīng)壓力為２．０￣２．５ＭＰａ，可米用鐵基或鉆基催化劑，鉆基催化劑更適合??于低溫費托合成油技術(shù)。費托合成的大體過程如下圖１．７所示。??ＬｏｗＴ＾ｒｒｎｏｒｅ?Ｈｙｃｆｒｏｃｒａｃｋ，＾?—？?Ｄ？的ｅｌ??｜?????｜?ｒ￣？““＾?■■■■？■－—？?????ＣａＬＴ３！?ＧａＳ??Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?Ｇａｓ?：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?Ｇａｓ??？?Ｗａｘ（＞Ｃ？〇）??Ｂ＾ａｓｓ?Ｍ????ｗ?：?Ｍｔｇｈ?�。澹恚穑澹颍幔簦酰颍�?＾?；?Ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚａｖｉｏｎ??＾??Ｐ丁＾?？丨?Ｉｓｏｍｅｎｚａｔｉｏｎ?？?＂?Ｇａｓ??Ｉ?Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ?ｓ???＾?Ｏｌｅｆｉｎｓ?（Ｃ１：?Ｃｎ）??圖１．７費托合成生成液態(tài)產(chǎn)物的總體過程？??Ｆｉｇ．?１．７?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｉｑｕｉｄ?Ｆｕｅｌｓ?ｂｙ?Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ＇２８１??１．２．２費托合成反應(yīng)機理的研究進展??費托合成反應(yīng)是ＣＯ和卜丨２在催化劑的作用下，生成以烴類產(chǎn)品為主的復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)，是??ＣＯ加氫和碳鏈增長的反應(yīng)。雖然它所應(yīng)用對的原料簡單，但反應(yīng)產(chǎn)物繁雜。費托合成反應(yīng)條??件通常為：Ｐ＝０．５？３．０ＭＰａ、Ｔ＝２００？３５０°Ｃ的范圍內(nèi)

圖３．４催化劑Ｃｏ３／Ａｌ２〇３前驅(qū)體（ＣＯ）９Ｃ〇３ＣＣＯＯＨ的紅外光譜圖??Ｆｉｇ．３．４?Ｔｈｅ?ＦＴ－ＩＲ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ?ｏｆ?Ｃ〇３／Ａｌ：〇３?ｃａｔａｌｙｓｔ??催化劑Ｃｏ３／Ａｌ２（Ｖ前驅(qū)體三核鈷羰基簇（ＣＯ）９Ｃｏ３ＣＣＯＯＨ的紅外光譜圖如圖３．４所示，圖??中所標識的特征峰與文獻中［３］的譜圖數(shù)據(jù)保持良好的一致，參見表３．１。值得注意的是，譜圖??中除了?３４２７ｃｎ＾的寬峰歸屬于ＫＢｒ中殘存的Ｈ２０之外，其余所有的譜帶都與文獻匹配一致，??由此可以推斷，合成的羰基簇合物為目標產(chǎn)物，且純凈度較好。??表３．１簇合物（ＣＯ）９Ｃ〇３ＣＣＯＯＨ光譜數(shù)據(jù)測量值與文獻值對比??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｄａｔａ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｃｌｕｓｔｅｒ?（ＣＯ）９Ｃ〇３ＣＣＯＯＨ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ?ｖａｌｕｅ??文獻數(shù)據(jù)（ｃｎ＾１）?測量數(shù)據(jù)（ｃｍ１）??－ＯＨ?Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ?ａｎｄ?３０４ｌｓｈ．ｍ，２９３２ｍ，２８４３ｓｈ．?３０４７，?２９３４，?２７８７??ｏｖｅｒｔｏｎｅ?ｏｒ?ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ?２７８８ｍ，?２６２５ｍ，?２５１７ｍ?２６３３，２５１２??Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ?ｏｆ?ｃｏｂａｌｔ?２１１１ｗ．?２０５８ｖｓ

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文??圖３．１１所示為催化劑Ｃｏ３／Ａ１２０３在不同氣氛預(yù)處理過程對其分解尾氣中Ｃ０的質(zhì)譜檢測??結(jié)果。從圖中可以明顯的看出不同的氣氛下，ＣＯ的ＭＳ信號出峰位置有著顯著地差異，Ｃ０??氣氛下，Ｃ０的信號峰在１７４°Ｃ達到最大值；合成氣氣氛則次之，出現(xiàn)在１５９°Ｃ；在出氣氛下???ＣＯ－ｙｕ?２０－２２０〇Ｃ?ＭＳ－ＣＯ???ｓｙｎｇａｓ－ｙｕ??％?１５９??１??６０?５Ｃ?ＴＴＯ?Ｔ？Ｔ５?Ｔ１Ｔ５?ｆＢＤ?１＾０?５〇０?￣？２０??Ｔｅｍｐ?（°Ｃ）??圖３．?１丨催化削（：０３／八１：〇３在不同氣氣預(yù)處理下的ＴＰＤ－ＭＳ（ＣＯ）圖譜??Ｆｉｇ．３．１１?Ｔｈｅ?ＴＰＤ－ＭＳ（ＣＯ）?ｐｒｏｆｉｌｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃａｔａｌｙｓｔ?Ｃ〇３／ＡＩ：〇３?ｉｎ?ｄｉｆＴｅｒｃｎｔ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ??３?５０Ｅ?－００９１???????ＣＯ－ｙｕ?２０?２２０〇Ｃ?ＭＳ－ＣＯ，??３?００Ｅ－００Ｓ?Ｈ２－ｙＵ???ｓｙｎｇａｓ－ｙｕ?１?ｍ??２?５０Ｅ－００９?／?＼??＾?００Ｅ－００９?１１
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 代小平;余長春;李然家;師海波;沈師孔;;Co/SiO_2催化劑催化費托合成中CeO_2助劑的作用[J];催化學(xué)報;2006年10期

2 張俊嶺,陳建剛,董慶年,任杰,孫予罕;化學(xué)修飾氧化鋁負載鈷基催化劑吸附與反應(yīng)行為的研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2003年02期

本文編號：2870894