不同形貌Al2O3負(fù)載的鈷、釕催化劑費(fèi)—托合成催化性能的研究.pdf

1、費(fèi)-托合成(FTS)是將煤、天然氣、生物質(zhì)經(jīng)過催化轉(zhuǎn)化為液體燃料和有價(jià)值化學(xué)工業(yè)品的一種重要的化學(xué)工藝過程。由于鈷金屬具有較高的重質(zhì)烴選擇性、比較長的使用壽命以及低的水煤氣變換反應(yīng)而常用作費(fèi)-托合成催化劑的活性組分。釕基催化劑也具有較高的催化活性和長鏈烴選擇性,因其價(jià)格較高而常被作為一種模型催化劑用于新型費(fèi)-托合成催化劑的基礎(chǔ)研究。
　　本論文采用水熱法合成出了不同微觀形貌的氧化鋁材料,并采用滿孔浸漬法分別制備了不同形貌氧化鋁負(fù)載

2、的鈷基、釕基費(fèi)-托合成催化劑,并以商業(yè)Al2O3負(fù)載的催化劑作對(duì)比進(jìn)行了活性測(cè)試。采用氮?dú)馕锢砦?、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、氫氣程序升溫還原、氫氣程序升溫脫附、氧滴定等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。
　　得到如下結(jié)論:
　　(1)載體形貌與載體比表面積和孔道結(jié)構(gòu)的關(guān)系緊密,這是因?yàn)檩d體形貌決定了Al2O3顆粒之間的堆積程度和接觸面積。Al2O3納米纖維、Al2O3納米片、Al2O3納米棒的比表面積依次減小,隨載體的比表面積減

3、小,孔容和孔徑增大。
　　(2)載體形貌顯著影響了Co3O4顆粒大小、催化劑的還原度和費(fèi)-托合成反應(yīng)活性。Al2O3納米纖維比表面積最大,負(fù)載的催化劑分散最好,費(fèi)-托合成反應(yīng)活性最高。而商業(yè)Al2O3不具有特定的形貌,其負(fù)載的鈷催化劑活性最低,可能是因?yàn)槠銫o3O4晶粒尺寸大小不均勻且還原度較低。同時(shí),催化劑的孔徑大小顯著影響CH4和C5+的選擇性,催化劑孔徑越大,CH4的選擇性越低而C5+的選擇性越高。
　　(3)焙燒氣氛

4、對(duì)Al2O3所負(fù)載的釕基催化劑上釕物種分散性產(chǎn)生顯著影響。在空氣氣氛中焙燒,形成顆粒較大的RuO2晶體,在氫氣氣氛中焙燒,形成顆粒較小的Ru物種。載體形貌對(duì)催化劑上釕物種分散性也產(chǎn)生顯著影響,在空氣氣氛下焙燒時(shí),催化劑 Ru/Al2O3-r-1上顆粒最小,在氫氣氣氛下焙燒時(shí),催化劑Ru/Al2O3-r-2上顆粒最大。費(fèi)-托合成測(cè)試結(jié)果顯示,在空氣氣氛下焙燒時(shí),與Ru/Al2O3-c-1和 Ru/Al2O3-f-1相比,Ru/Al2O3-