Cu-Fe/CNT催化剂上合成气制C 2+ 醇和Zr-Zn/H-ZSM-5上合成气一步法制汽油馏分的研究
发布时间：2020-12-19 04:31
合成气催化转化是煤、天然气（页岩气）和生物质等非油基碳资源优化利用制液体燃料和高附加值化学品的重要途径。合成气转化的一大关键科学问题是产物选择性调控。本论文以设计双功能催化剂为研究思路,针对合成气直接转化制C2+醇和汽油馏分的反应,分别构建了 CuFe双金属催化剂、ZrZn复合氧化物和分子筛耦合的催化剂,开展了催化反应性能研究及催化剂结构-性能关联。围绕合成气直接转化制C2+醇,研制了碳纳米管负载的Cu-Fe双金属纳米粒子催化剂。通过共浸渍法制备了 Cu-Fe/CNT-co-imp催化剂、共还原法制备了Cu-Fe/CNT-co-red-imm催化剂以及改变Cu盐、Fe盐的还原顺序得到了Cu/Fe/CNT-step-red-imm 和 Fe/Cu/CNT-step-red-imm 催化剂,考察催化剂的催化性能。研究结果表明,四种新制催化剂中金属以Cu2O和Fe3O4形式存在,在573 K氢气气氛下还原后,被还原成了 CuO和FeO-Fe3O4混合物。反应过程中Fe0变为ε-Fe2C,说明Fe2C参与到反应中,成为反应的活性相。四种催化剂上Cu和Fe之间的接近程度不同,导致不同的催化性能:...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 合成气及其衍生平台化合物简介
1.2.1 合成气及其转化简介
1.2.2 合成气制低碳混合醇
1.2.3 合成气制汽油
1.3 由合成气催化转化制低碳混合醇的研究
1.3.1 Rh基催化剂
1.3.2 Mo基催化剂
1.3.3 改性甲醇合成催化剂
1.3.4 改性费托合成Cu-Co、Cu-Fe催化剂
1.3.4.1 Cu-Co催化剂
1.3.4.2 Cu-Fe催化剂
1.4 合成气一步法制备汽油催化剂研究进展
1.4.1 费托合成一步法直接制备汽油馏分的催化剂
1.4.2 经甲醇中间体的合成气一步法直接制备汽油馏分催化剂
1.5 论文的目的和研究思路
1.5.1 CuFe负载CNT催化剂上合成气制低碳混合醇
1.5.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分
1.6 论文的组成和概要
参考文献
第二章 实验部分
2.1 原料和试剂
2.2 催化剂的制备
2.2.1 不同方法制备的Cu-Fe/CNT催化剂
2.2.1.1 载体CNT预处理
2.2.1.2 浸渍法制备Cu-Fe/CNT-co-imp催化剂
2.2.1.3 分步还原法制备Cu/Fe/CNT-step-red-imm催化剂
2.2.1.4 分步还原法制备Fe/Cu/CNT-step-red-imm催化剂
2.2.1.5 共还原法制备Cu-Fe/CNT-co-red-imm催化剂
2.2.2 Zr-ZnH-ZSM-5双功能催化剂的制备
2.2.2.1 柠檬酸络合法制备不同Zr-Zn摩尔比活性氧化物
2.2.2.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂的制备
2.3 催化剂性能评价及计算方法
2.3.1 合成气高压反应装置及其操作方法
2.3.2 合成气反应中结果的分析和计算
2.4 催化剂的表征
2.4.1 X射线粉末衍射（XRD）
2-TPR）"> 2.4.2 程序升温还原（H2-TPR）
3-TPD和CO-TPD）"> 2.4.3 程序升温脱附（NH3-TPD和CO-TPD）
2.4.4 高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）
2物理吸附"> 2.4.5 低温N2物理吸附
2.4.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.4.7 高灵敏度低能离子散射光谱（HS-LEIS）测量
参考文献
2+属的性能研究">第三章 不同方法制备的CNT负载CuFe纳米粒子上合成气转化制C2+属的性能研究
3.1 引言
3.2 催化反应结果与讨论
3.2.1 不同载体负载铜铁催化剂的性能研究
3.2.2 Cu-Fe/CNT-co-imp催化剂不同CuFe比的性能研究
3.2.3 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化剂反应温度的考察
3.2.4 不同方法制备的催化剂的性能考察
3.3 不同方法制备的Cu-Fe/CNT催化剂CuFe组成优化
3.4 几近相同转化率下不同方法制备催化剂性能对比
3.5 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂还原温度考察
3.6 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂反应温度考察
3.7 15Cu-5Fe/CNT-co-red-imm催化剂反应温度考察
3.8 四种不同结构催化剂稳定性的考察
3.8.1 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化剂稳定性测试
3.8.2 10Cu/10Fe/CNT-step-red-imm催化剂稳定性测试
3.8.3 10Fe/10Cu/CNT-step-red-imm催化剂稳定性测试
3.8.4 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂稳定性测试
3.9 本章小结
参考文献
第四章 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子的结构表征及构效关联
4.1 引言
4.2 不同方法制备催化剂的表征
4.2.1 XRD表征结果
2物理吸附结果"> 4.2.2 低温N2物理吸附结果
2-TPR表征结果"> 4.2.3 H2-TPR表征结果
4.2.4 TEM表征结果
4.2.5 CO-TPD表征结果
4.2.6 XPS表征结果
4.2.7 低能离子散射表征结果
4.3 不同结构催化剂反应后的表征
4.3.1 XRD表征结果
4.3.2 XPS表征结果
4.3.3 TEM表征结果
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 催化剂的制备
5.3 催化反应结果
5.3.1 不同载体负载Zr-Zn （32:1）催化剂的反应性能
5.3.2 不同Si/Al比H-ZSM-5负载Zr-Zn （32:1）催化剂的反应性能
5.3.3 不同Zr-Zn比例氧化物负载H-ZSM-5（200）催化剂的反应性能
5.3.4 Zr-Zn（8:1）/H-ZSM-5（200）催化剂反应温度的影响
5.3.5 Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）催化剂稳定性的考察
5.4 不同Si/Al比H-ZSM-5耦合Zr-Zn（32:1）氧化物的表征
2物理吸脱附结果"> 5.4.1 低温N2物理吸脱附结果
5.4.2 NH3-TPD表征结果
5.5 不同Zr/Zn比氧化物负载H-ZSM-5分子筛的表征
5.5.1 XRD表征结果
2物理吸脱附结果"> 5.5.2 低温N2物理吸脱附结果
5.5.3 Zr-Zn（32:1）氧化物TEM表征结果
5.6 反应前后Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）的TEM表征结果
5.7 本章小结
参考文献
第六章 结论和展望
6.1 结论
2+醇的性能研究"> 6.1.1 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子上合成气转化制C2+醇的性能研究
6.1.2 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子催化剂的结构表征及构效关联
6.1.3 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分的研究
6.2 展望
硕士期间发表论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]合成气制乙醇催化反应机理述评[J]. 汪海有,刘金波,蔡启瑞. 分子催化. 1994(06)
本文编号：2925257
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 合成气及其衍生平台化合物简介
1.2.1 合成气及其转化简介
1.2.2 合成气制低碳混合醇
1.2.3 合成气制汽油
1.3 由合成气催化转化制低碳混合醇的研究
1.3.1 Rh基催化剂
1.3.2 Mo基催化剂
1.3.3 改性甲醇合成催化剂
1.3.4 改性费托合成Cu-Co、Cu-Fe催化剂
1.3.4.1 Cu-Co催化剂
1.3.4.2 Cu-Fe催化剂
1.4 合成气一步法制备汽油催化剂研究进展
1.4.1 费托合成一步法直接制备汽油馏分的催化剂
1.4.2 经甲醇中间体的合成气一步法直接制备汽油馏分催化剂
1.5 论文的目的和研究思路
1.5.1 CuFe负载CNT催化剂上合成气制低碳混合醇
1.5.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分
1.6 论文的组成和概要
参考文献
第二章 实验部分
2.1 原料和试剂
2.2 催化剂的制备
2.2.1 不同方法制备的Cu-Fe/CNT催化剂
2.2.1.1 载体CNT预处理
2.2.1.2 浸渍法制备Cu-Fe/CNT-co-imp催化剂
2.2.1.3 分步还原法制备Cu/Fe/CNT-step-red-imm催化剂
2.2.1.4 分步还原法制备Fe/Cu/CNT-step-red-imm催化剂
2.2.1.5 共还原法制备Cu-Fe/CNT-co-red-imm催化剂
2.2.2 Zr-ZnH-ZSM-5双功能催化剂的制备
2.2.2.1 柠檬酸络合法制备不同Zr-Zn摩尔比活性氧化物
2.2.2.2 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂的制备
2.3 催化剂性能评价及计算方法
2.3.1 合成气高压反应装置及其操作方法
2.3.2 合成气反应中结果的分析和计算
2.4 催化剂的表征
2.4.1 X射线粉末衍射（XRD）
2-TPR）"> 2.4.2 程序升温还原（H2-TPR）
3-TPD和CO-TPD）"> 2.4.3 程序升温脱附（NH3-TPD和CO-TPD）
2.4.4 高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）
2物理吸附"> 2.4.5 低温N2物理吸附
2.4.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.4.7 高灵敏度低能离子散射光谱（HS-LEIS）测量
参考文献
2+属的性能研究">第三章 不同方法制备的CNT负载CuFe纳米粒子上合成气转化制C2+属的性能研究
3.1 引言
3.2 催化反应结果与讨论
3.2.1 不同载体负载铜铁催化剂的性能研究
3.2.2 Cu-Fe/CNT-co-imp催化剂不同CuFe比的性能研究
3.2.3 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化剂反应温度的考察
3.2.4 不同方法制备的催化剂的性能考察
3.3 不同方法制备的Cu-Fe/CNT催化剂CuFe组成优化
3.4 几近相同转化率下不同方法制备催化剂性能对比
3.5 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂还原温度考察
3.6 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂反应温度考察
3.7 15Cu-5Fe/CNT-co-red-imm催化剂反应温度考察
3.8 四种不同结构催化剂稳定性的考察
3.8.1 10Cu-10Fe/CNT-co-imp催化剂稳定性测试
3.8.2 10Cu/10Fe/CNT-step-red-imm催化剂稳定性测试
3.8.3 10Fe/10Cu/CNT-step-red-imm催化剂稳定性测试
3.8.4 10Cu-10Fe/CNT-co-red-imm催化剂稳定性测试
3.9 本章小结
参考文献
第四章 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子的结构表征及构效关联
4.1 引言
4.2 不同方法制备催化剂的表征
4.2.1 XRD表征结果
2物理吸附结果"> 4.2.2 低温N2物理吸附结果
2-TPR表征结果"> 4.2.3 H2-TPR表征结果
4.2.4 TEM表征结果
4.2.5 CO-TPD表征结果
4.2.6 XPS表征结果
4.2.7 低能离子散射表征结果
4.3 不同结构催化剂反应后的表征
4.3.1 XRD表征结果
4.3.2 XPS表征结果
4.3.3 TEM表征结果
4.4 本章小结
参考文献
第五章 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料和试剂
5.2.2 催化剂的制备
5.3 催化反应结果
5.3.1 不同载体负载Zr-Zn （32:1）催化剂的反应性能
5.3.2 不同Si/Al比H-ZSM-5负载Zr-Zn （32:1）催化剂的反应性能
5.3.3 不同Zr-Zn比例氧化物负载H-ZSM-5（200）催化剂的反应性能
5.3.4 Zr-Zn（8:1）/H-ZSM-5（200）催化剂反应温度的影响
5.3.5 Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）催化剂稳定性的考察
5.4 不同Si/Al比H-ZSM-5耦合Zr-Zn（32:1）氧化物的表征
2物理吸脱附结果"> 5.4.1 低温N2物理吸脱附结果
5.4.2 NH3-TPD表征结果
5.5 不同Zr/Zn比氧化物负载H-ZSM-5分子筛的表征
5.5.1 XRD表征结果
2物理吸脱附结果"> 5.5.2 低温N2物理吸脱附结果
5.5.3 Zr-Zn（32:1）氧化物TEM表征结果
5.6 反应前后Zr-Zn（32:1）/H-ZSM-5（200）的TEM表征结果
5.7 本章小结
参考文献
第六章 结论和展望
6.1 结论
2+醇的性能研究"> 6.1.1 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子上合成气转化制C2+醇的性能研究
6.1.2 不同方法制备CNT负载CuFe纳米粒子催化剂的结构表征及构效关联
6.1.3 Zr-Zn/H-ZSM-5催化剂上合成气一步法制备汽油馏分的研究
6.2 展望
硕士期间发表论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]合成气制乙醇催化反应机理述评[J]. 汪海有,刘金波,蔡启瑞. 分子催化. 1994(06)
本文编号：2925257
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2925257.html
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