光热双重响应纳米催化剂的设计、合成及其费托合成性能研究
发布时间：2021-08-27 17:36
费托合成（Fischer-Tropsch Synthesis,缩写FTS）是将合成气（CO+H2）在高温高压条件下,通过催化剂转化为清洁烃类液体燃料和化学品的异相催化反应。在当今能源需求逐渐加大、石油资源匮乏、可再生新能源短期内无法大规模应用的社会背景下,发展将煤炭、天然气和生物质等含碳资源高效清洁利用的费托合成技术,对于保障能源安全和减少环境污染具有重大现实意义。对于费托合成反应,如何提高反应效率、合理调控产物分布一直以来都是该领域的焦点问题。多年来,科研工作者在催化剂的设计、反应器的优化、反应条件的调试等方面做了大量工作,取得了优异的研究成果。但迄今为止,费托反应大多是在热场的激发下实现,反应能耗高。光催化技术,可以将太阳光的能量转化为化学能,具有成本低、环保等优势,在能源和环境领域具有广泛应用。光催化与热催化的机理截然不同,通过光催化可以实现一些热催化无法实现的反应。针对费托合成反应存在的活性低,产物分布不可控,能耗高的关键问题,本论文提出新的研究思路,将光催化与热催化两种技术集于一体,构建了新型光热共同驱动费托合成反应体系。通过设计一系列光热双响应催化剂,...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界一次能源结构和中国一次能源结构
成为当前洁净煤技术的研究热点[4-6]。图1.2是煤间接液化技术典型工艺流程图，主要由煤制合成气、合成气费托合成和油品加工精制三个单元组成。其中费托合成部分是其核心单元。图1.2 典型的煤间接液化工艺流程Fig. 1.2 The typical coal indirect liquefaction process1.3 费托合成费托合成 (Fischer-Tropsch synthesis) 过程作为煤间接液化的核心步骤，是一种将合成气(CO+H2) 转化为烃类产物的异相催化过程[7-11]。合成气的来源比较广泛，可以由煤炭、天然气、生物质等非石油基资源通过蒸汽重整、气化、自热氧化等过程转化得到[12]。经过费托合成反应可获得各种油品和高附加值的基本有机化学品，如柴油、汽油、润滑油、煤油及乙烯、丙烯等 (如图 1.3)，且合成的油品具有无硫、无氮、低芳烃含量等优良品质，与石油基燃料相比更加清洁环保，符合现代严格要求的环境保护法规[13,14]，而且中间馏分十六烷值很高，具有很高的燃烧性质和实用价值[15]。费托合成作为一种将一氧化碳和氢气转化为烃类液体燃料和高质量化学品的重要途径
内蒙古大学博士学位论文4图1.3 费托合成原料的来源及应用示意图[12]Fig. 1.3 Scheme of Fischer-Tropsch synthesis raw material source and application[12]1.3.1 费托合成发展历史费托合成技术起源于德国，最早由德国科学家Han Fischer和Franz Tropsch在1923年发现，并以他们的名字命名，一直以来备受关注[16]。1936年，鲁尔化学公司最先建成了工业规模的合成油生产装置，到1938年德国共有9个工厂建成，总生产能力可以达到66万吨/年[17,18]。尽管由于石油工业的兴起和发展导致大部分工厂在二战之后停止了运作，并没有打消人们对费托工业的兴趣
【参考文献】：
期刊论文
[1]未来能源:叩开煤制油高效清洁转化之门[J]. 倪海龙. 中国科技奖励. 2016(10)
[2]费托合成反应器应用研究进展及展望[J]. 杜冰,刘潇,王涛,卜亿峰,门卓武. 洁净煤技术. 2016(05)
[3]还原工艺对费托合成铁基催化剂反应性能的影响[J]. 朱加清,程萌,常海,林泉,张魁,武鹏. 洁净煤技术. 2016(05)
[4]Synthesis of Ag@Cu2O core-shell metal-semiconductor nanoparticles and conversion to Ag@Cu core-shell bimetallic nanoparticles[J]. YANG AiLing,LI ShunPin,WANG YuJin,WANG LeLe,BAO XiChang,YANG RenQiang. Science China（Technological Sciences）. 2015(05)
[5]煤炭间接液化:从基础到工业化[J]. 相宏伟,杨勇,李永旺. 中国科学:化学. 2014(12)
[6]光催化还原CO2合成太阳燃料半导体光催化剂的设计与制备（英文）[J]. 李鑫,温九青,刘敬祥,方岳平,余家国. Science China Materials. 2014(01)
[7]费托合成反应器的技术进展[J]. 徐志新. 科技创新导报. 2014(24)
[8]TiO2光-热催化降解有机污染物的初步研究[J]. 陈磊,李佳雨,张春瑾,李芃林,刘彬,郑云丹. 天津城建大学学报. 2014(01)
[9]费托合成油品加氢裂化异构化反应的热力学[J]. 吴建民,孙启文,张宗森,庞利峰. 化学工程. 2014(03)
[10]煤制油F-T前进的步伐[J]. 唐宏青. 中氮肥. 2014(01)
硕士论文
[1]纳米CeO2的制备、表征及光热协同催化性能的研究[D]. 孙谦.武汉理工大学 2011
本文编号：3366794
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界一次能源结构和中国一次能源结构
成为当前洁净煤技术的研究热点[4-6]。图1.2是煤间接液化技术典型工艺流程图，主要由煤制合成气、合成气费托合成和油品加工精制三个单元组成。其中费托合成部分是其核心单元。图1.2 典型的煤间接液化工艺流程Fig. 1.2 The typical coal indirect liquefaction process1.3 费托合成费托合成 (Fischer-Tropsch synthesis) 过程作为煤间接液化的核心步骤，是一种将合成气(CO+H2) 转化为烃类产物的异相催化过程[7-11]。合成气的来源比较广泛，可以由煤炭、天然气、生物质等非石油基资源通过蒸汽重整、气化、自热氧化等过程转化得到[12]。经过费托合成反应可获得各种油品和高附加值的基本有机化学品，如柴油、汽油、润滑油、煤油及乙烯、丙烯等 (如图 1.3)，且合成的油品具有无硫、无氮、低芳烃含量等优良品质，与石油基燃料相比更加清洁环保，符合现代严格要求的环境保护法规[13,14]，而且中间馏分十六烷值很高，具有很高的燃烧性质和实用价值[15]。费托合成作为一种将一氧化碳和氢气转化为烃类液体燃料和高质量化学品的重要途径
内蒙古大学博士学位论文4图1.3 费托合成原料的来源及应用示意图[12]Fig. 1.3 Scheme of Fischer-Tropsch synthesis raw material source and application[12]1.3.1 费托合成发展历史费托合成技术起源于德国，最早由德国科学家Han Fischer和Franz Tropsch在1923年发现，并以他们的名字命名，一直以来备受关注[16]。1936年，鲁尔化学公司最先建成了工业规模的合成油生产装置，到1938年德国共有9个工厂建成，总生产能力可以达到66万吨/年[17,18]。尽管由于石油工业的兴起和发展导致大部分工厂在二战之后停止了运作，并没有打消人们对费托工业的兴趣
【参考文献】：
期刊论文
[1]未来能源:叩开煤制油高效清洁转化之门[J]. 倪海龙. 中国科技奖励. 2016(10)
[2]费托合成反应器应用研究进展及展望[J]. 杜冰,刘潇,王涛,卜亿峰,门卓武. 洁净煤技术. 2016(05)
[3]还原工艺对费托合成铁基催化剂反应性能的影响[J]. 朱加清,程萌,常海,林泉,张魁,武鹏. 洁净煤技术. 2016(05)
[4]Synthesis of Ag@Cu2O core-shell metal-semiconductor nanoparticles and conversion to Ag@Cu core-shell bimetallic nanoparticles[J]. YANG AiLing,LI ShunPin,WANG YuJin,WANG LeLe,BAO XiChang,YANG RenQiang. Science China（Technological Sciences）. 2015(05)
[5]煤炭间接液化:从基础到工业化[J]. 相宏伟,杨勇,李永旺. 中国科学:化学. 2014(12)
[6]光催化还原CO2合成太阳燃料半导体光催化剂的设计与制备（英文）[J]. 李鑫,温九青,刘敬祥,方岳平,余家国. Science China Materials. 2014(01)
[7]费托合成反应器的技术进展[J]. 徐志新. 科技创新导报. 2014(24)
[8]TiO2光-热催化降解有机污染物的初步研究[J]. 陈磊,李佳雨,张春瑾,李芃林,刘彬,郑云丹. 天津城建大学学报. 2014(01)
[9]费托合成油品加氢裂化异构化反应的热力学[J]. 吴建民,孙启文,张宗森,庞利峰. 化学工程. 2014(03)
[10]煤制油F-T前进的步伐[J]. 唐宏青. 中氮肥. 2014(01)
硕士论文
[1]纳米CeO2的制备、表征及光热协同催化性能的研究[D]. 孙谦.武汉理工大学 2011
本文编号：3366794
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