碳载铁催化剂的制备及费托合成性能研究

发布时间：2023-02-23 17:19

　　随着石油资源的日益枯竭,开发新能源以替代石油则愈发紧迫。根据世界能源分布及我国的能源结构,煤、天然气等资源的有效利用将是重点发展方向,而费托合成可将煤、天然气等转化为高质量的油品,该合成路线具有举足轻重的地位。费托合成有百年历史,但仍存在产物分布广、目标产物选择性低的问题,解决的关键在于开发性能优异的新型催化剂。传统的催化剂以廉价的铁基催化剂为主,具有时空收率高,水汽变换活性高,操作温度范围宽等优势;碳材料因比表面积大,与金属相互作用弱,易修饰调变等特点在催化领域中被广泛应用,因此,本论文将围绕新型纳米碳载铁催化剂的制备及费托合成性能调控展开研究。本文以氯化铁、乙酸锂及多元醇为主要原料,采用水热合成和高温碳化的方法制备高负载量碳包覆铁催化剂,通过优化反应条件,确定最佳操作参数。并改变碳化温度以调控催化剂的组成结构,研究表明800 oC碳化所得催化剂的反应性能最优,CH4选择性为9%,C₅₊选择性为54%,这是由于高温碳化过程中铁物种被碳还原,得到还原态铁含量增加,同时催化剂中微量的碱金属协同提高了催化剂的C₅₊选择性。本文以铁盐和谷氨酸为原料...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 费托反应简介
        1.1.1 费托反应热力学
        1.1.2 费托反应动力学
        1.1.3 费托反应机理
    1.2 费托反应催化剂
        1.2.1 活性金属的影响
        1.2.2 载体的影响
        1.2.3 助剂的影响
        1.2.4 催化剂失活的影响因素
    1.3 碳载体在费托反应中的研究进展
        1.3.1 尺寸效应
        1.3.2 空间效应
        1.3.3 杂原子效应
    1.4 本文选题依据及研究内容
2 实验综述
    2.1 实验药品试剂及仪器设备
        2.1.1 实验药品及试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 催化剂的制备
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 氮气物理吸附测试
        2.3.2 等离子发射光谱
        2.3.3 热重分析
        2.3.4 粉末X射线衍射
        2.3.5 扫描电子显微镜
        2.3.6 透射电子显微镜
        2.3.7 程序升温还原
        2.3.8 CO程序升温脱附
    2.4 催化性能评价
        2.4.1 实验装置及性能评价
        2.4.2 反应性能计算方法
3 碳包覆铁催化剂的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 催化剂的制备
        3.2.2 催化性能评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的微观结构及组成
        3.3.2 反应条件的影响
        3.3.3 碳化温度的影响
        3.3.4 碱金属助剂的影响
    3.4 本章小结
4 管状碳负载铁催化剂的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂的制备
        4.2.2 催化性能评价
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂的基本性质
        4.3.2 前驱体盐的影响
        4.3.3 碳化方式的影响
        4.3.4 碳化温度的影响
        4.3.5 K助剂的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3748417