【摘要】：通过非石油碳资源经合成气平台分子催化转化制液体燃料的费托合成反应过程,近年来成为能源领域的研究热点。因费托合成产物选择性受Anderson-Schulz-Flory分布限制,特定产物特别是中间馏分烃的选择性不高,因此如何设计催化剂调控合成气转化产物选择性是该研究领域的一大挑战。本论文以费托合成产物选择性调控为出发点,通过设计双功能催化剂,系统地研究了助剂对Co/CNT催化剂上费托合成反应性能的影响,并深入研究了产物选择性与氢解反应的相互关系。围绕提高合成气转化产物C10-20柴油馏分烃的选择性、降低低值产物CH4选择性的催化反应性能目标,我们考察了不同金属助剂的添加对Co/CNT催化剂上费托反应性能的影响。结果表明,Ir、Re助剂的引入均可降低催化剂上CH4等低碳烃的生成,同时促进柴油馏分的生成。通过对Ir助剂含量的考察发现,Ir/Co比为0.04的Ir0.04-Co/CNT催化剂显示出较好的催化反应性能,其中CO转化率为46%,CH4选择性与C10-20烃选择性分别为2.7%和58%,且该催化剂性能稳定,经1100 h费托反应测试催化性能保持不变。正十六烷的氢解反应结果显示,Ir助剂的添加可抑制Co/CNT的氢解反应活性,降低甲烷的选择性。催化剂表征结果表明,Ir的引入形成了 Co-Ir合金,随Ir/Co比增加,金属Co粒径逐渐减小,催化剂表面金属Co的还原度逐渐上升,CO吸附量显著增加。我们推测,Ir-Co/CNT催化剂上还原度的提高和粒径的降低均促进了 CO转化,同时CO吸附量增大则抑制了高碳烃的氢解反应,进而降低了甲烷选择性,提高C21+选择性。对Re助剂的研究发现,Re/Co比为0.04的Re0.04-Co/CNT催化剂上也具有较高的反应性能,CO转化率为40%,C10-20烃与C21+烃的选择性分别为64%和8.0%,且催化剂经过200 h费托反应后,催化性能保持稳定。氢解反应发现,Re助剂的添加同样起到降低Co/CNT氢解活性的作用,我们推测这是导致费托反应中CH4选择性下降的主要原因。表征结果显示,随Re/Co比增大,金属Co的粒径逐渐减小,催化剂的还原度也有所增加,CO吸附量显著上升。我们认为,在催化剂Re-Co/CNT中,Co与Re的相互作用降低了金属Co的粒径,提高了 CO转化率,同时Re助剂的添加抑制了氢解反应的发生,降低了 CH4的生成,并提高了 C10-20烃的选择性。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36;TQ517.4
【参考文献】
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2712034
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