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水分压对铁基费托合成催化剂还原动力学的影响
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(20625620);国家自然科学基金f20703054).
中文摘要:

利用恒温还原和程序升温还原技术研究了水分压对铁基费托合成催化剂还原路径、还原机理和表观活化能的影响. 程序升温还原结果表明, 水分压对催化剂的还原路径没有明显的影响, 催化剂均首先由 α-Fe2O3 还原为 Fe3O4, 然后超顺磁态 Fe3O4 先还原为 FeO, 再还原为 α-Fe, 而顺磁态 Fe3O4 则直接还原为 α-Fe. 恒温还原结果表明, 催化剂在 2.5%H2O-97.5%H2 气氛中还原时, 还原过程达到平衡时的还原程度随还原温度的升高而增加. 利用 Hancock-Sharp 方法分析了恒温还原过程的动力学模型. 结果表明, 还原温度较低时, 催化剂在 2.5%H2O-97.5%H2 气氛中还原时受内扩散模型控制; 还原温度较高时则受晶相形成与生长模型控制. 利用 Kissinger 方法计算了还原过程的活化能, 发现随着水分压的增加, 表观活化能呈增大的趋势. 水分压对 Fe3O4 还原为 α-Fe 过程的影响大于其对 α-Fe2O3 还原为 Fe3O4 过程的影响.

英文摘要:

The effect of H20 partial pressure on the reduction pathway, mechanism, and apparent activation energy of an iron-based Fischer-Tropsch catalyst was investigated by isothermal and temperature-programmed reduction (TPR). The TPR results indicated that the H2O partial pressure had no obvious influence on the reduction pathway of the catalyst in H2. a-Fe2O3 in the catalyst was first reduced to Fe3O4. The formed superparamagnetic Fe3O4 was reduced to a-Fe via FeO as an intermediate, while the formed paramagnetic Fe3O4 was reduced to a-Fe directly. The isothermal reduction of the catalyst showed that the reduction degree of the catalyst increased with the increase of reduction temperature when the reaction approached to equilibrium. The reduction mechanism analyzed based on the Hancock-Sharp method indicated that the reduction of the catalyst in 2.5%H2O-97.5%H2 at lower temperature was controlled by the inner diffusion model. However, at higher temperature the reduction process was controlled by the formation and growth of nuclei model. The apparent activation energy calculated based on the Kissinger method was increased with increasing H2O partial pressure in Ha. The H2O partial pressure had stronger influence on the reduction of Fe3O4 to a-Fe than that on the reduction of a-Fe2O3 to Fe3O4.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199