稀土作助剂的钴系催化剂合成及费托反应性能评价

论文摘要

以煤或天然气为原料,经由合成气通过费托（F-T）反应制液体燃料,对保障我国能源安全及解决环境污染问题具有重大的经济和现实意义;开发性能优异、低成本的新型费托催化剂对于节约投资和提高合成液体燃料的经济性具有重大的经济价值。本论文研究了以γ-Al2O3为载体制备钴系催化剂的助剂效应,通过XRD、BET、TPR、TEM等表征手段分析了催化剂性质并进行了费托反应性能评价。分析了稀土氧化物中硫含量、空速和不同助剂对费托反应性能的影响。首次用混合稀土氧化物作为费托反应钴系催化剂的助剂,提高了催化剂中钴的分散度和产物中重质烃含量。混合稀土氧化物中大量的硫会使催化剂硫中毒;不同空速影响链增长过程使产物分布发生改变;催化剂中钕的添加影响钻的还原度,导致催化费托反应的活性下降。研究了钌、混合稀土和单一稀土氧化物作为催化剂助剂对费托反应的影响及其反应机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 费托反应研究背景
• 1.1.1 中国能源状况与安全分析
• 1.1.2 煤炭液化概述
• 1.2 Fischer-Tropsch合成
• 1.2.1 反应化学计量式
• 1.3 钴基费托合成催化剂研究进展
• 1.3.1 催化剂制备的影响
• 1.3.2 钴前驱体的影响
• 1.3.3 载体的影响
• 1.3.4 助剂效应
• 1.4 研究内容和研究意义
• 1.5 参考文献
• 第二章 钴系催化剂的合成与表征
• 2.1 原料
• 2.2 仪器及测试条件
• 2.3 实验
• 2.3.1 混合稀土氧化物的制备
• 2.3.2 混合稀土硝酸盐的制备
• 2.3.3 含贵金属助剂及不加助剂的钴基催化剂的制备
• 2.3.4 含混合稀土助剂的钴基催化剂
• 2.3.5 含单一稀土的钴基催化剂
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 硫分析
• 2.4.2 ICP化学分析
• 3的程序升温脱附（NH₃-TPD）'>2.4.3 NH₃的程序升温脱附（NH₃-TPD）
• 2.5 小结
• 2.6 参考文献
• 第三章 费托合成反应性能评价
• 3.1 催化剂的反应评价及其分析方法的建立
• 3.1.1 费托反应合成装置及反应条件
• 3.1.2 费托反应产物分析
• 3.2 催化剂的表征
• 3.2.1 催化剂的TPR分析
• 3.2.2 催化剂的XRD分析
• 3.2.3 载体和催化剂的织构性质分析
• 3.2.4 催化剂TEM分析
• 3.3 费托合成反应性能评价
• 3.3.1 硫的影响
• 3.3.2 空速的影响
• 3.3.3 贵金属助剂及单一稀土助剂
• 3.3.4 混合稀土助剂
• 3.4 小结
• 3.5 参考文献
• 第四章 全文总结
• 致谢
• 学术会议论文发表
• 附录
• 附图