费托合成可将煤炭清洁、高效地转化为液体燃料和化学品,对于能源安全和环境污染具有重要的意义。常规费托合成产物遵守Anderson-Shultz- Flory(ASF)分布,产品需经后继复杂的改质工艺处理后方可应用,这无疑增加了过程成本,降低了经济性。本项目以富产液体烃费托合成催化剂为研究目标,针对其中的关键科学问题(催化活性相、表面酸性位、表面碱性位以及他们的相互作用)进行了系统研究。通过项目研究,揭示了催化剂的化学效应和结构效应是影响费托合成烃选择性的主要因素;化学效应主要来源于化学或结构助剂的给电子作用或拉电子作用;钾助剂在铁基催化剂中主要起给电子作用;结构助剂(SiO2、Al2O3、Si-Al、ZSM-5、MoO3)对铁活性相主要起分散作用,同时对活性相也起拉电子作用;给电子作用有利于重质烃生成、拉电子作用不利于重质烃生成;而甲烷选择性随铁晶粒尺寸增加先降低后增加;化学效应与结构效应对烃选择性的影响是通过改变催化剂表面C/H物种的浓度而起作用。在本项目的开展期间,发表SCI/EI研究论文8篇(基金资助标注),培养研究生3名,其中毕业硕士研究生1名、毕业博士研究生1名。
英文主题词Fischer-Tropsch synthesis; composite iron-based catalyst; liquid fuels; catalyst optimization