合成氣催化轉化是煤、天然氣（頁巖氣）和生物質等非油基碳資源優(yōu)化利用制液體燃料和高附加值化學品的重要途徑。合成氣轉化的一大關鍵科學問題是產物選擇性調控。本論文以設計雙功能催化劑為研究思路,針對合成氣直接轉化制C2+醇和汽油餾分的反應,分別構建了 CuFe雙金屬催化劑、ZrZn復合氧化物和分子篩耦合的催化劑,開展了催化反應性能研究及催化劑結構-性能關聯(lián)。圍繞合成氣直接轉化制C2+醇,研制了碳納米管負載的Cu-Fe雙金屬納米粒子催化劑。通過共浸漬法制備了 Cu-Fe/CNT-co-imp催化劑、共還原法制備了Cu-Fe/CNT-co-red-imm催化劑以及改變Cu鹽、Fe鹽的還原順序得到了Cu/Fe/CNT-step-red-imm 和 Fe/Cu/CNT-step-red-imm 催化劑,考察催化劑的催化性能。研究結果表明,四種新制催化劑中金屬以Cu2O和Fe3O4形式存在,在573 K氫氣氣氛下還原后,被還原成了 CuO和FeO-Fe3O4混合物。反應過程中Fe0變?yōu)棣?Fe2C,說明Fe2C參與到反應中,成為反應的活性相。四種催化劑上Cu和Fe之間的接近程度不同,導致不同的催化性能:... 

【文章來源】：廈門大學福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 合成氣及其衍生平臺化合物簡介
        1.2.1 合成氣及其轉化簡介
        1.2.2 合成氣制低碳混合醇
        1.2.3 合成氣制汽油
    1.3 由合成氣催化轉化制低碳混合醇的研究
        1.3.1 Rh基催化劑
        1.3.2 Mo基催化劑
        1.3.3 改性甲醇合成催化劑
        1.3.4 改性費托合成Cu-Co、Cu-Fe催化劑
            1.3.4.1 Cu-Co催化劑
            1.3.4.2 Cu-Fe催化劑
    1.4 合成氣一步法制備汽油催化劑研究進展
        1.4.1 費托合成一步法直接制備汽油餾分的催化劑
        1.4.2 經甲醇中間體的合成氣一步法直接制備汽油餾分催化劑
    1.5 論文的目的和研究思路
        1.5.1 CuFe負載CNT催化劑上合成氣制低碳混合醇
        1.5.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化劑上合成氣一步法制備汽油餾分
    1.6 論文的組成和概要
    參考文獻
第二章 實驗部分
    2.1 原料和試劑
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 不同方法制備的Cu-Fe/CNT催化劑
            2.2.1.1 載體CNT預處理
            2.2.1.2 浸漬法制備Cu-Fe/CNT-co-imp催化劑
            2.2.1.3 分步還原法制備Cu/Fe/CNT-step-red-imm催化劑
            2.2.1.4 分步還原法制備Fe/Cu/CNT-step-red-imm催化劑
            2.2.1.5 共還原法制備Cu-Fe/CNT-co-red-imm催化劑
        2.2.2 Zr-ZnH-ZSM-5雙功能催化劑的制備
            2.2.2.1 檸檬酸絡合法制備不同Zr-Zn摩爾比活性氧化物
            2.2.2.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化劑的制備
    2.3 催化劑性能評價及計算方法
        2.3.1 合成氣高壓反應裝置及其操作方法
        2.3.2 合成氣反應中結果的分析和計算
    2.4 催化劑的表征
        2.4.1 X射線粉末衍射（XRD）
2-TPR）">        2.4.2 程序升溫還原（H₂-TPR）
3-TPD和CO-TPD）">        2.4.3 程序升溫脫附（NH₃-TPD和CO-TPD）
        2.4.4 高分辨透射電子顯微鏡（HR-TEM）
2物理吸附">        2.4.5 低溫N₂物理吸附
        2.4.6 X射線光電子能譜（XPS）
        2.4.7 高靈敏度低能離子散射光譜（HS-LEIS）測量
    參考文獻
2+屬的性能研究">第三章 不同方法制備的CNT負載CuFe納米粒子上合成氣轉化制C₂₊屬的性能研究
    3.1 引言
    3.2 催化反應結果與討論
        3.2.1 不同載體負載銅鐵催化劑的性能研究
        3.2.2 Cu-Fe/CNT-co-imp催化劑不同CuFe比的性能研究
        3.2.3 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化劑反應溫度的考察
        3.2.4 不同方法制備的催化劑的性能考察
    3.3 不同方法制備的Cu-Fe/CNT催化劑CuFe組成優(yōu)化
    3.4 幾近相同轉化率下不同方法制備催化劑性能對比
    3.5 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化劑還原溫度考察
    3.6 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化劑反應溫度考察
    3.7 15Cu-5Fe/CNT-co-red-imm催化劑反應溫度考察
    3.8 四種不同結構催化劑穩(wěn)定性的考察
        3.8.1 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化劑穩(wěn)定性測試
        3.8.2 10Cu/10Fe/CNT-step-red-imm催化劑穩(wěn)定性測試
        3.8.3 10Fe/10Cu/CNT-step-red-imm催化劑穩(wěn)定性測試
        3.8.4 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化劑穩(wěn)定性測試
    3.9 本章小結
    參考文獻
第四章 不同方法制備CNT負載CuFe納米粒子的結構表征及構效關聯(lián)
    4.1 引言
    4.2 不同方法制備催化劑的表征
        4.2.1 XRD表征結果
2物理吸附結果">        4.2.2 低溫N₂物理吸附結果
2-TPR表征結果">        4.2.3 H₂-TPR表征結果
        4.2.4 TEM表征結果
        4.2.5 CO-TPD表征結果
        4.2.6 XPS表征結果
        4.2.7 低能離子散射表征結果
    4.3 不同結構催化劑反應后的表征
        4.3.1 XRD表征結果
        4.3.2 XPS表征結果
        4.3.3 TEM表征結果
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 Zr-Zn/H-ZSM-5催化劑上合成氣一步法制備汽油餾分的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 原料和試劑
        5.2.2 催化劑的制備
    5.3 催化反應結果
        5.3.1 不同載體負載Zr-Zn （32:1）催化劑的反應性能
        5.3.2 不同Si/Al比H-ZSM-5負載Zr-Zn （32:1）催化劑的反應性能
        5.3.3 不同Zr-Zn比例氧化物負載H-ZSM-5（200）催化劑的反應性能
        5.3.4 Zr-Zn（8:1）/H-ZSM-5（200）催化劑反應溫度的影響
        5.3.5 Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）催化劑穩(wěn)定性的考察
    5.4 不同Si/Al比H-ZSM-5耦合Zr-Zn（32:1）氧化物的表征
2物理吸脫附結果">        5.4.1 低溫N₂物理吸脫附結果
        5.4.2 NH3-TPD表征結果
    5.5 不同Zr/Zn比氧化物負載H-ZSM-5分子篩的表征
        5.5.1 XRD表征結果
2物理吸脫附結果">        5.5.2 低溫N₂物理吸脫附結果
        5.5.3 Zr-Zn（32:1）氧化物TEM表征結果
    5.6 反應前后Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）的TEM表征結果
    5.7 本章小結
    參考文獻
第六章 結論和展望
    6.1 結論
2+醇的性能研究">        6.1.1 不同方法制備CNT負載CuFe納米粒子上合成氣轉化制C₂₊醇的性能研究
        6.1.2 不同方法制備CNT負載CuFe納米粒子催化劑的結構表征及構效關聯(lián)
        6.1.3 Zr-Zn/H-ZSM-5催化劑上合成氣一步法制備汽油餾分的研究
    6.2 展望
碩士期間發(fā)表論文目錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]合成氣制乙醇催化反應機理述評[J]. 汪海有,劉金波,蔡啟瑞.  分子催化. 1994(06)



本文編號：2925257