助劑對(duì)F-T合成沉淀鐵催化劑H-,2-、CO吸附性能的影響.pdf

1、我國是一個(gè)富煤少油的國家，發(fā)展煤基合成氣的F-T合成制取液體燃料的技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鐵基催化劑廉價(jià)易得，F(xiàn)-T反應(yīng)活性和WGS反應(yīng)活性較高，助劑效果明顯，尤其適用于低H2/CO比的煤基合成氣的F-T合成。在F-T合成中，反應(yīng)物CO和H2首先在催化劑表面吸附、活化并形成各種吸附態(tài)的表面物種，進(jìn)而發(fā)生F-T反應(yīng)。因此沉淀鐵催化劑對(duì)H2、 CO的吸附性能及狀態(tài)直接影響了F-T合成反應(yīng)的活性和選擇性。 本研究在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上

2、，旨在系統(tǒng)地考察助劑SiO2、K、Cu在不同還原氣氛下對(duì)沉淀鐵催化劑H2、CO吸附性能的影響，以期能更清楚地了解助劑對(duì)沉淀鐵催化劑的作用原理。采用連續(xù)共沉淀法制備了一系列的沉淀鐵催化劑（Fe2O3/SiO2，F(xiàn)e2O3/CuO/SiO2，F(xiàn)e2O3/CuO/K2O/SiO2）。并利用N2物理吸附、XRD、H2-TG/DTG、CO-TPR、H2/CO-TPD的表征方法考察了不同還原氣氛下助劑對(duì)沉淀鐵催化劑的物理結(jié)構(gòu)、晶相、還原性能以及H2

3、、CO的吸附性能的影響。得到了以下的結(jié)論： 在Fe2O3/SiO2催化劑中，助劑SiO2可增加催化劑比表面積，提高Fe2O3的分散性能；但是由于SiO2和Fe2O3之間存在著較強(qiáng)的相互作用抑制了催化劑的還原和碳化。由于還原氣氛不同可引起催化劑表面物相的不同，經(jīng)H2和CO還原之后的催化劑（Fe2O3/SiO2） CO吸附性能出現(xiàn)了較大的差異，同時(shí)添加助劑SiO2抑制了催化劑Fe3C→Fe5C2的碳化過程，使催化劑的CO吸附呈有規(guī)律

4、的變化；但對(duì)于H2吸附，不論經(jīng)H2或CO還原，助劑SiO2都降低了催化劑對(duì)的H2吸附量；沉淀鐵催化劑經(jīng)CO還原之后在合成氣中的競爭吸附表明：CO的吸附明顯高于H2的吸附；H2的存在幾乎不影響CO的吸附，但CO的存在對(duì)H2吸附影響顯著。 在Fe2O3/CuO/SiO2催化劑中，助劑Cu促進(jìn)了催化劑的還原和碳化，提高了H2吸附能力。助劑Cu對(duì)沉淀鐵催化劑CO吸附性能的影響隨還原條件的不同而不同。經(jīng)H2還原之后，由于催化劑表面存在多種

5、物相（α-Fe、Fe3O4、碳化鐵），出現(xiàn)的CO脫附峰比較復(fù)雜。同時(shí)，由于助劑Cu的添加可促進(jìn)Fe3C→Fe5C2的過程，影響了催化劑的CO吸附。沉淀鐵催化劑經(jīng)CO還原之后在合成氣中的競爭吸附表明：助劑Cu的添加未能改變CO的吸附強(qiáng)于H2吸附的現(xiàn)象；但是對(duì)合成氣中CO吸附產(chǎn)生了一定的影響。 在Fe2O3/CuO/K2O/SiO2催化劑中，助劑K抑制了經(jīng)H2還原之后催化劑的H2的吸附，但促進(jìn)了經(jīng)CO還原之后催化劑的H2的吸附。同時(shí)