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合成气直接制取低碳烯烃催化剂的研究

王翀  
【摘要】: 以钾和锰改性的铁基催化剂为研究对象,研究了不同体系中各催化剂的物理化学性质和它们在CO加氢制取低碳烯烃反应中的催化性能。论文首先分别以氨水沉淀法,溶胶-凝胶法和浸渍法制备了一系列的未改性的纯Fe催化剂,考察了在制备条件,预处理条件和反应条件改变的情况下,各种催化剂反应性能的变化情况。 溶胶-凝胶法制备的K/Fe复合氧化物催化剂K0.04Fe在300℃,1.5 MPa (H_2/CO = 2, V/V),1000 h-1的反应条件下具有很高的C2~C4低碳烯烃选择性(60.8 wt.%)。而通过共沉淀法得到的具有纳米尺寸(约20 nm)的Mn/Fe(nMn/nFe = 4/96)催化剂在350℃, 1.5 MPa (H_2/CO = 2, V/V), 1000 h-1的反应条件下也具有很高的低碳烯烃选择性(52.1 wt.%)。 钾助剂和锰助剂在对Fe进行修饰时,各组分之间在Si-2上的引入顺序会对CO加氢性能产生很大的影响,评价反应的结果显示,助剂金属先于Fe浸渍到Si-2上对提高反应的活性和选择性更有利。 在对比溶胶-凝胶法和氨水共沉淀法制备的Mn/Fe催化剂时,我们发现在传统的“竞争机理”基础上还需要考虑氧物种的演化,才能较合理地解释以上两种催化剂在反应中的不同性能,因而,论文提出了一个改进型表面竞争模型。


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