有序介孔氧化鋁負(fù)載鈷基催化劑的費(fèi)-托合成催化性能研究.pdf

1、費(fèi)-托合成（FTS）是將合成氣（CO和H2）在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為清潔的優(yōu)質(zhì)液體燃料和有價(jià)值的化學(xué)品的一個(gè)多相催化過程[1]，合成氣可以通過煤、天然氣、生物質(zhì)等非石油原料轉(zhuǎn)化而來。Al2O3由于其較大的比表面積、良好的機(jī)械性能、較好的抗腐蝕性及較高的熱穩(wěn)定性而成為常用的催化劑載體。有序介孔材料由于其較大的比表面積、高度規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)、較窄的孔徑分布以及在較大范圍內(nèi)孔徑可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用于費(fèi)-托合成催化劑載體。
　　本文使用P123（

2、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑），異丙醇鋁（鋁源），鹽酸（pH調(diào)節(jié)劑），水楊酸和檸檬酸（界面保護(hù)劑）以及無水乙醇（溶劑）并采用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法(EISA)合成了具有高比表面，較大的孔容以及高熱穩(wěn)定性的有序介孔氧化鋁，并采用滿孔浸漬法制備了有序介孔氧化鋁負(fù)載鈷基催化劑。采用TEM、氮?dú)馕锢砦?脫附、大角和小角XRD、H2-TPR、H2-TPD以及氧滴定等技術(shù)手段對(duì)有序介孔氧化鋁及其負(fù)載鈷基催化劑進(jìn)行了表征，費(fèi)-托合成催化性能測(cè)試在FBR上進(jìn)行。論文考察了不

3、同的焙燒溫度對(duì)有序介孔氧化鋁的孔結(jié)構(gòu)以及晶型的影響；重點(diǎn)考察了有序介孔氧化鋁的晶型、孔結(jié)構(gòu)以及孔徑對(duì)費(fèi)-托合成反應(yīng)性能的影響，其主要結(jié)論如下：
　　1.通過改變?cè)诤铣蛇^程中的焙燒溫度合成了一系列具有不同孔結(jié)構(gòu)與晶型的有序介孔氧化鋁。當(dāng)焙燒溫度從500℃提高到700℃時(shí)，載體的孔容和比表面積隨著焙燒溫度的升高而升高，并且在700℃時(shí)獲得了最大的比表面積和孔容，而孔徑則隨著焙燒溫度的提高而逐漸減少且在700℃時(shí)達(dá)到最小。繼續(xù)提高焙燒溫

4、度則會(huì)降低有序介孔氧化鋁的孔容和比表面積，這是由于載體孔道在高溫下晶格間距的變化導(dǎo)致部分孔道坍塌所致。隨著焙燒溫度的提高，當(dāng)溫度從500℃升到700℃時(shí)，有序介孔氧化鋁逐漸從無定形的氧化鋁轉(zhuǎn)化為γ-氧化鋁。
　　2.考察了不同載體焙燒溫度對(duì)有序介孔氧化鋁負(fù)載鈷基催化劑的費(fèi)-托合成催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，載體焙燒溫度為800℃的催化劑15Co/OMA-800具有最佳的費(fèi)-托合成催化性能，這是因?yàn)樵摯呋瘎┚哂休^高的鈷分散度和還原度。

5、隨著載體焙燒溫度的提高，載體的孔徑逐漸減小，因此催化劑的鈷晶粒直徑也隨著焙燒溫度的提高而逐漸減小，粒徑越小，分散度越高，同時(shí)由于γ-氧化鋁與鈷之間有比無定形的氧化鋁與鈷物種之間更弱的相互作用，因此該催化劑的還原度也有所提高。
　　3.在確定載體焙燒溫度為800℃的催化劑具有最高的活性后，通過改變合成有序介孔氧化鋁的反應(yīng)條件，制備了不同孔徑的有序介孔氧化鋁，研究了不同孔徑對(duì)有序介孔氧化鋁負(fù)載鈷基催化劑的費(fèi)-托合成催化性能的影響，結(jié)果