二氧化碳加氢制烃的铁基催化剂制备研究

发布时间：2017-09-21 21:30

  本文关键词：二氧化碳加氢制烃的铁基催化剂制备研究

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【摘要】：催化二氧化碳(CO_2)加氢合成高附加值的烃类化合物,不仅可以缓解化石燃料燃烧引起的大气CO_2浓度攀升问题,同时又提供了一种合成清洁能源的新途径,具有很好的应用前景。本论文研究了CO_2加氢制烃铁基催化剂的反应性能,分析了催化剂活性和C_5+烃选择性的影响因素,得到的主要结果如下:1、采用湿固相研磨制备了FeSi基催化剂,随着Si含量的增加,催化剂晶粒尺寸减小,催化剂分散性能增大;根据催化剂的H_2-TPR图谱,当催化剂Si含量增加,催化剂的还原难度加大;催化剂评价结果表明,随着SiO_2的掺入量增加,催化剂对CO_2的转化率下降,但C_5+烃类产物选择性在Si含量为10%时达到最大38.6%。2、采用共沉淀法制备了FeSi基催化剂,研究结果表明,随着Si含量的增加,催化剂的结晶度下降;掺入SiO_2不仅影响催化剂的还原性能和还原路径,同时影响催化剂的碳化性能;在Si含量为0时,催化剂的CO_2加氢反应活性最高,掺入SiO_2降低催化剂反应活性,但C_5+烃类选择性呈现先上升后下降的趋势;在Si含量为3%时,催化剂对CO_2转化率达到14.5%,C_5+烃类产物选择性为19.8%;提高反应物H_2/CO_2摩尔比,有助于提高催化剂的催化活性。3、采用共沉淀法制备催化剂为母体,通过等体积浸渍法负载稀土金属助剂。稀土金属的添加改变了催化剂的表面结构,催化剂的比表面积减小,孔径增大,催化剂的CO_2转化率上升,CO选择性减小,C_5+选择性增加;此外,稀土金属的添加有助于提高催化剂的加氢性能。在相同负载量(M/Fe=1%,原子比)下,金属La是最佳稀土助剂选择,且La的最佳负载量为0.5%;在La添加量为0.5%,Si含量为3wt%时,催化剂表现出最高的反应活性和C_5+选择性。
【关键词】：二氧化碳 催化加氢 铁基催化剂 烃
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ221
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 文献综述11-31
• 1.1 引言11
• 1.2 CO_2加氢反应研究概况11-15
• 1.2.1 我国面临的CO_2减排压力11-12
• 1.2.2 CO_2加氢反应12-13
• 1.2.3 CO_2加氢制烃催化剂13-15
• 1.3 铁基催化剂CO_2加氢合成烃类15-17
• 1.3.1 CO_2加氢机理研究15-16
• 1.3.2 铁基催化剂活性相研究16-17
• 1.4 催化剂制备方法的研究17-20
• 1.4.1 湿固相研磨法17-18
• 1.4.2 共沉淀法18-19
• 1.4.3 浸渍法19-20
• 1.5 催化剂载体的研究20-21
• 1.5.1 载体SiO_220-21
• 1.5.2 载体Al_2O_321
• 1.6 助催化剂的影响研究21-23
• 1.6.1 碱金属氧化物助催化剂22
• 1.6.2 碱土金属氧化物助催化剂22-23
• 1.6.3 稀土金属氧化物助催化剂23
• 1.7 课题研究目的及内容23-25
• 1.7.1 课题研究目的23-24
• 1.7.2 课题研究内容24-25
• 参考文献25-31
• 第二章 实验方法31-37
• 2.1 实验试剂及设备31-32
• 2.2 催化剂制备方法32-33
• 2.2.1 母体的制备32-33
• 2.2.1.1 共沉淀法32-33
• 2.2.1.2 湿固相研磨反应法33
• 2.2.2 催化剂助剂的添加33
• 2.3 CO_2加氢反应性能测试33-34
• 2.4 产物分析34-35
• 2.5 催化剂表征方法35-37
• 2.5.1 低温N2物理吸附表征35
• 2.5.2 XRD表征35
• 2.5.3 H_2-TPR表征35
• 2.5.4 CO还原样品的钝化处理35-36
• 2.5.5 H_2-TPDC36-37
• 第三章 Si含量对湿固相研磨法制备催化剂的性能影响37-44
• 引言37
• 3.1 催化剂制备37-38
• 3.2 结果与讨论38-41
• 3.2.1 催化剂的物相分析38-39
• 3.2.2 催化剂的还原特性39-40
• 3.2.3 催化剂的骨架结构40-41
• 3.3 催化剂反应性能41
• 3.4 本章小结41-42
• 参考文献42-44
• 第四章 Si含量对共沉淀法制备催化剂的性能影响44-55
• 引言44
• 4.1 催化剂制备44-45
• 4.2 结果与讨论45-52
• 4.2.1 催化剂的物相分析45-47
• 4.2.1.1 氧化态催化剂的物相结构45-46
• 4.2.1.2 还原态催化剂的物相结构46
• 4.2.1.3 反应后催化剂的物相结构46-47
• 4.2.2 催化剂的还原特性H_2-TPR47-48
• 4.2.3 催化剂TPDC特性48-50
• 4.2.4 催化剂的CO_2加氢反应性能50-51
• 4.2.5 反应物H_2/CO_2摩尔比对催化剂反应性能的影响51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 参考文献53-55
• 第五章 稀土金属对铁基催化剂CO_2加氢反应性能的影响55-64
• 引言55-56
• 5.1 催化剂制备56
• 5.2 结果与讨论56-62
• 5.2.1 负载不同稀土元素催化剂的结构参数56-57
• 5.2.2 催化剂的XRD图谱57-58
• 5.2.3 催化剂的还原性能58-59
• 5.2.4 不同稀土元素修饰的催化剂CO_2加氢反应性59-60
• 5.2.5 稀土元素对催化剂烯烷比（O/P）的影响60-61
• 5.2.6 La负载量对催化剂性能的影响61
• 5.2.7 Si含量对催化剂性能的影响61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 参考文献63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 工作总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 附录66-67
• 1、作者简介66
• 2、攻读硕士期间已发表学术论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

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1 丁凡舒;聂小娃;刘民;宋春山;郭新闻;;Fe基催化剂上二氧化碳加氢制C_2+烃的研究进展[J];应用化学;2016年02期

2 陈红贤;宁文生;陈春华;张甜;;Fe_2O_3晶型对Fe基催化剂的CO_2加氢性能影响[J];燃料化学学报;2015年11期

3 邱成武;吴宝山;常强;李永旺;;Ru添加对Co/SiO_2费托合成催化剂性能的影响[J];燃料化学学报;2015年10期

4 陈红贤;宁文生;吴林涛;沈荷红;;干燥温度对FeAl基催化剂结构与性能的影响[J];工业催化;2015年09期

5 杨秀成;陈红贤;沈荷红;金杨福;宁文生;;Al、K和Ca助剂对FeSi催化剂的CO_2加氢反应性能影响[J];工业催化;2014年03期

6 游震亚;邓卫平;张庆红;王野;;非负载型铁催化剂上二氧化碳加氢制低碳烯烃(英文)[J];催化学报;2013年05期

7 王瑞雪;吴宝山;李永旺;;单相碳化铁的制备及其表面吸附性质[J];催化学报;2012年05期

8 毛东森;郭强胜;俞俊;韩璐蓬;卢冠忠;;Ce添加对Cu-Fe/SiO_2催化合成气制低碳醇性能的影响[J];物理化学学报;2011年11期

9 胡亮华;王小琴;宁文生;刘化章;;干燥温度对Co/SiO_2费托合成催化剂结构和性能的影响[J];工业催化;2011年10期

10 李剑锋;陶跃武;周晓峰;陈庆龄;袁渭康;;负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃[J];化学反应工程与工艺;2010年06期

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本文编号：896998