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Zn对沉淀铁催化剂结构及其F-T合成性能的影响
  • ISSN号:0253-2409
  • 期刊名称:《燃料化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ529.2[化学工程—煤化学工程]
  • 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:国家杰出青年基金(20625620); 国家自然科学基金重大项目(20590361)
中文摘要:

采用低温N2吸附、XRD、MES、CO-TPR和H2-DTG研究了Zn(100 gFe/x gZn,x=7~100)助剂对Fischer-Tropsch(F-T)合成Fe基催化剂的织构性质、还原行为以及相变结构的影响;在H2/CO=2.0、260℃、1.5 MPa和4 000 mL/(g.h)条件下在固定床反应器上考察了Zn助剂含量对Fe基催化剂F-T合成反应活性、烃产物选择性和运行稳定性的影响。研究结果表明,随着Zn含量的增加,氧化态催化剂的物相由α-Fe2O3和ZnFe2O4逐渐向ZnFe2O4和ZnO转变,ZnFe2O4在催化剂中优先生成,只有在超出其计量比1∶2之后才有ZnO出现。由于ZnFe2O4较为稳定,能够促进催化剂中Fe物相的分散,导致比表面积增加。在还原和反应态催化剂中,ZnFe2O4一方面抑制催化剂的过度还原和碳化;另一方面表现为稳定活性相铁碳化物。催化剂的F-T反应性能评价结果表明,纯铁催化剂由于铁碳化物氧化而迅速失活,而Zn助剂催化剂却由于ZnFe2O4的稳定作用,活性较为稳定。同时,由于催化剂在反应初相变的影响,导致Zn助剂催化剂的初始烯烃选择性随着Zn含量的增加而增加,在相态稳定之后选择性趋于一致。

英文摘要:

The effects of Zn(100 gFe/x gZn,x=7~100) on the textural properties,reduction behavior and structural changes during reduction and reaction of the Fe-Zn catalysts were studied by using N2 physical adsorption,X-ray diffraction(XRD),Mssbauer spectroscopy(MES),H2 differential thermogravimetric analysis(H2-DTG) and CO temperature-programmed reduction(CO-TPR).The F-T performances of the catalysts were investigated in a fixed-bed reactor under the conditions of H2/CO = 2.0,260 ℃,1.5 MPa and 4 000 mL/(g·h).The results show that,with the increase of Zn content in catalysts,the phases of catalysts transform from α-Fe2O3 and ZnFe2O4 to ZnFe2O4 and ZnO,where ZnO appears just beyond the stoichiometry of Zn/Fe(1∶2).The presence of ZnFe2O4 plays an important role in catalysts.In the fresh catalysts,ZnFe2O4 can enhance the dispersion of Fe phase and thus enlarge the surface area.For the reduced and used catalysts,ZnFe2O4 not only inhibits the excessive reduction and carbonization,but also improves the stability of the iron carbide phase.F-T tests show that the fast deactivation was observed in the un-promoted catalyst,but the catalytic activity was stabilized by ZnFe2O4 in Zn-promoted catalysts.In addition,high olefin selectivity is observed in Fe-Zn catalysts which gradually decreases to same content as that of un-promoted catalyst probably due to the change of phases at the beginning of reaction.

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期刊信息
  • 《燃料化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:王建国
  • 地址:太原市桃园南路27号中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:rlhx@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025214
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2409
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1140/TQ
  • 邮发代号:22-50
  • 获奖情况:
  • 获国家优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊二等奖,华北优秀期刊奖和山西省一级期刊,《中国学术期刊(光盘版)检索与评价资料规范》优秀奖,2001年获新闻出版总署授予的“中国期刊方阵“双效...,连续十五年获山东省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14785