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Bt-Fe负载型脱氢催化剂的制备及其性能研究

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由于Fe可以作为有效的BT合成催化剂,由于成本以及产物选择性的问题,实际上只有Fe和Co具有实际应用的价值.与Co催化剂相比,铁基催化剂用于F-T合成具有的优点是:(1)由于催化剂具有较高的水气变换反应活性,适合用于H2/Co比低的(0.5~0.7)煤基合成气原料的BT合成;(2)催化活性高、价格低廉;(3)适用于很宽的温度范围;(4)产物烯烃组分含量高,适用于作为化工原料由于铁基催化剂的这些特点,在F-T合成中占有非常重要的地位,尽管已经有工业化,但是具有高稳定性、高活性以及产物分布可控的BT合成铁基催化剂的研究开发仍然面临巨大的挑战。文中重点介绍了Bt-Fe负载型脱氢催化剂助剂的制备过程,并对催化剂助剂、催化剂活性成分以及催化剂的微观结构做出一定的介绍。

关键词:脱氧催化剂;制备方法;助剂;微观结构;更多范文
Bt-Fe负载型脱氢催化剂的制备及其性能研究
铁的氧化物中存在两种价态的铁,即Fe2+/Fe3+,两种价态铁之间的相互转化为催化反应提供了较好的氧化还原基础;此外铁的非晶型结构也有利于提高催化剂的比表面积,有利于反应的进行。一般认为,催化剂的制备,各组分间的相互关系,以及对催化剂的改性等方面影响着Fe系催化剂催化氧化CO的活性。
L1等人通过水热法,改变制备过程中高压反应釜所处的温度,以及在该温度下所持续的时间合成了一系列的Fe203催化剂(LC(Large Cube).SC(Small Cube).LR(Large Rod) and SR(Small Rod)),研究其在CO催化氧化中的活性。通过TEM表征发现合成的Fe2O3:催化剂拥有不同的形貌结构,同时根据比表面积测试,发现催化剂的比表面积均不同,SR催化剂的表面积最大,而LC催化剂最小,此外TPR结果表明LR催化剂还原峰温度低于LC催化剂,拥有更好的氧化还原性能。进一步测试其催化CO的活性,通过T50%以及T90%可以看出,结构的不同对催化剂的活性产生较大的影响。较大的比表面积更有利于CO的附着以及氧空位的产生,但催化剂的氧化还原性能对其催化活性的影响也不容忽视。相比于LR催化剂而言,SR催化剂比表面积更大,但是其氧化还原性较差,不如LR催化剂,因此催化活性不如LR催化剂。Hodge等通过反向共沉淀法制备了Au/ Fe2O3;催化剂,研究了制备条件对催化氧化CO活性的影响。结果表明,经过最终焙烧的催化剂对CO的氧化反应几乎不显示出活性,而仅仅通过干燥而没有焙烧的催化剂显示了极好的催化活性。干燥的催化剂中,Au以Au00H xH2O和Auo混合物的形式有序的存在于催化剂表面;而焙烧后,Au在催化剂表面分布较少。
对Fe系催化剂进行适当的改性,能够提高催化剂的氧化还原性能,而氧化还原性能的提高对于CO氧化反应来说至关重要,还能够增强Fe与个组分间的协同作用。

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