论文题目: 合成气制液体燃料F-T合成Co/AC催化剂的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 物理化学
作者: 熊建民
导师: 丁云杰
关键词: 活性炭,钴基催化剂,费托合成,汽柴油,嵌氮分子筛
文献来源: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 以煤或天然气为资源经由合成气通过费托（F-T）合成制液体燃料对于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、工艺流程和操作简单的新型技术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。本论文对Co/AC催化剂的F-T反应性能进行了系统的研究,表明Co/AC催化剂在合成汽柴油中表现出优异的性能,产物中长链烃含量很低,C5+ 选择性高达80.0 %。通过XRD、XPS等对催化剂还原活化前后的表征发现活性炭载体与Co化学作用并形成了Co2C物种,它的存在导致了催化剂F-T合成活性的降低,影响产物的选择性;同时,发现多种方式可抑制Co/AC催化剂中Co2C的形成,从而提高了催化剂的活性。利用XRD、TPR、CO-TPD、EDS、TEM和SEM等手段研究了Ti、La、Cr和Mn助剂对Co/AC催化剂性能的影响。研究发现,助剂Mn、La的加入可以改变催化剂的活性和选择性,改变催化剂中形成Co2C的能力;助剂Ti、Cr 的加入,均可抑制了催化剂中Co2C的形成,从而促使催化剂在F-T反应活性的增加。本论文也介绍了本人在硕士期间的工作,通过XRD、BET及（27）Al和（31）P MASNMR等手段对二次合成法合成的氧氮化SAPO-11 分子筛的表征,得到了N原子进入SAPO-11 分子筛骨架的证据,成功合成了具有碱性催化性能的嵌氮分子筛。
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
第二章 文献综述
2.1 前言
2.2 载体的影响
2.2.1 载体的种类
2.2.1.1 传统载体
2.2.1.2 活性炭载体
2.2.1.3 其他载体的性质
2.2.2 载体孔道的影响
2.2.3 载体表面性质的影响
2.3 助剂的作用
2.3.1 传统金属氧化物助剂
2.3.2 稀土金属氧化物的助剂
2.3.3 贵金属助剂的作用
2.3.4 碱金属助剂的作用
2.4 催化剂制备的影响
2.4.1 钴源的影响
2.5 F-T合成过程中反应条件的影响
2.6 Co基催化剂中Co-载体物种对活性的影响
2.7 费托合成机理研究
2.7.1 碳化物机理
2.7.2 含氧中间体缩聚机理
2.7.3 CO插入机理
2.7.4 甲基形成机理
2.7.5 亚甲基机理
2.8 费托合成工艺进展
2.8.1 Shell公司中间馏分油(SMDS)工艺
2.8.2 Sasol公司浆态床馏分油(SSPD)工艺
2.8.3 Exxon公司AGC-21 工艺
2.8.4 Syntroleum公司氮气稀释合成油工艺
2.9 活性炭担载Co基催化剂F-T合成汽柴油工业化需要改进的问题
2.10 本研究的目的与论文结构
参考文献
第三章 实验总述
3.1 主要原料及试剂
3.2 催化剂的制备
3.3 催化剂的反应评价及其分析方法的建立
3.4 产物定性分析
3.5 催化剂的表征
3.5.1 XRD表征
3.5.2 程序升温还原(TPR)
3.5.3 CO的程序升温脱附(CO-TPD)
3.5.4 程序升温表面反应(TPSR)
3.5.5 X射线光电子能谱(XPS)
3.5.6 X射线荧光分析(XRF)
3.5.7 透射电镜分析(TEM)
3.5.8 扫描电镜分析(SEM)
3.5.9 能量散射谱(EDS)
3.5.10 活性炭表面物种的滴定
参考文献
第四章 活性炭载体的性质
4.1 前言
4.2 活性炭载体的性质
4.2.1 活性炭载体的SEM图
4.2.2 活性炭载体的BET结果
4.2.3 活性炭载体的空白TPD研究
4.3 小结
参考文献
第五章 活性炭担载Co基催化剂在微反应器上的性能评价结果
5.1 前言
5.2 载体的筛选
5.3 活性炭担载Co基催化剂偏离ASF分布模型讨论
5.4 反应温度对催化剂性能的影响
5.5 反应压力对催化剂性能的影响
5.6 还原温度对催化剂性能的影响
5.7 还原时间对催化剂性能的影响
5.8 催化剂还原前后的状况
5.9 小结
参考文献
第六章 物种CO_2C对活性炭担载Co基催化剂F-T性能的影响
6.1 前言
6.2 催化剂的F-T合成性能
6.3 催化剂的XRD结果
6.4 物种CO_2C形成模型讨论
6.5 催化剂的XPS谱图
6.5 小结
参考文献
第七章 酸处理对活性炭担载Co基催化剂性能的影响
7.1 前言
7.2 不同浓度酸洗对催化剂性能的影响
7.3 酸洗催化剂的表征
7.3.1 酸洗催化剂的XRD谱图
7.3.2 酸洗对活性炭成分的影响
7.3.3 酸洗对催化剂表面物种种类和含量的影响
7.4 酸处理对CO_2C形成影响模型讨论
7.5 小结
参考文献
第八章 Ti助剂对活性炭担载Co基催化剂性能的影响
8.1 前言
8.2 Ti助剂对催化剂性能的影响
8.2.1 Ti助剂对催化剂反应性能的影响
8.2.2 Ti-Co催化剂的XRD谱图
8.2.3 Ti助剂对CO_2C形成影响模型讨论
8.2.4 Ti-Co催化剂的TEM结果
8.2.5 Ti-Co催化剂的TPR结果
8.2.6 Ti-Co催化剂的CO-TPD结果
8.2.7 Ti-Co催化剂的TPSR结果
8.3 小结
参考文献
第九章 La助剂对活性炭担载Co基催化剂性能的影响
9.1 前言
9.2 La助剂对催化剂性能的影响
9.2.1 La助剂对催化剂反应性能的影响
9.2.2 La-Co催化剂的XRD结果
9.2.3 La助剂对CO_2C形成影响模型讨论
9.2.4 La-Co催化剂的SEM结果
9.2.5 La-Co催化剂的TPR结果
9.2.6 La-Co催化剂的CO-TPD结果
9.2.7 催化剂的TPSR结果
9.3 小结
参考文献
第十章 其它助剂对活性炭担载Co基催化剂性能的影响
10.1 前言
10.2 Cr助剂对催化剂性能的影响
10.2.1 Cr助剂对催化剂反应性能的影响
10.2.2 Cr-Co催化剂的XRD谱图
10.2.3 Cr-Co催化剂的TPR谱图
10.3 Mn助剂对催化剂性能的影响
10.3.1 Mn助剂对催化剂反应性能的影响
10.3.2 Mn-Co催化剂的XRD谱图
10.4 助剂Cr、Mn对CO_2C形成影响模型讨论
10.5 小结
参考文献
附件A:分子筛氮化合成嵌氮分子筛的研究
A.1 前言
A.2 样品制备
A.3 样品表征
A.4 催化剂碱催化活性
A.5 催化剂的BET比表面积
A.6 XRD结果
A.7 嵌氮分子筛中的氮含量
A.8 MAS-NMR 谱图表征
A.8.1 (27)~Al MAS NMR谱图
A.8.2 (31)~P MAS NMR谱图
A.9 小结
参考文献
第十一章 结论
作者简介及发表论文
致谢
发布时间: 2005-10-15
相关论文
- [1].费托反应高选择性合成汽油Co基催化剂制备与性能的研究[D]. 周晓峰.华东理工大学2011
- [2].Zr、K改性费托合成铁基催化剂的研究[D]. 张皓荐.华东理工大学2012
- [3].SBA-15负载的钴、钌费—托合成催化剂结构及性能的研究[D]. 熊海峰.苏州大学2008
- [4].费托合成催化剂反应动力学研究与反应器数学模拟[D]. 鲁丰乐.华东理工大学2010
- [5].铑基催化剂上CO加氢制备C2含氧化合物的研究[D]. 尹红梅.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2003
- [6].合成气直接制取低碳烯烃催化剂的研究[D]. 王翀.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2006