Co-SiO2催化劑的制備及其費(fèi)托合成活性研究.pdf

1、豐富的煤炭資源使得我國(guó)可以以合成氣為原料通過(guò)費(fèi)托合成制備潔凈液體燃料來(lái)緩解石油資源匱乏的壓力。目前費(fèi)托合成使用的催化劑主要分兩大類：一類是以鐵為活性組分的Fe基催化劑；另一類是以鈷為活性組分的Co基催化劑。與Fe基催化劑相比，Co基催化劑具有更高的反應(yīng)活性。傳統(tǒng)的Co基催化劑均為負(fù)載型催化劑，其活性組分鈷分散于載體(SiO2、Al2O3等)表面上，使得活性組分容易因遷移而聚集長(zhǎng)大。催化劑因燒結(jié)而失活是傳統(tǒng)的負(fù)載型鈷基催化劑的一大難題。<

2、br>　　本文通過(guò)不同制備方法，可控制備出了具有不同形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的Co3O4-TTAB納米顆粒；同時(shí)利用模板劑的橋接和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用，得到了核殼Co3O4/SiO2材料。通過(guò)調(diào)變模板劑、溶劑(水或乙醇)等因素，得到了鑲嵌型Co3O4/SiO2材料；同時(shí)進(jìn)一步通過(guò)調(diào)配溶劑醇水配比，得到了具有正六棱柱結(jié)構(gòu)的鑲嵌型Co3O4/SiO2材料，其粒徑尺寸約為2μm，并發(fā)現(xiàn)其具有雙孔道結(jié)構(gòu)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的由浸漬法制備的Co/Si

3、O2催化劑對(duì)比，核殼催化劑還原度明顯降低，這是由于Si–OH與Co3O4產(chǎn)生了較強(qiáng)的相互作用力。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，與核殼 Co3O4/SiO2催化劑對(duì)比，正六棱柱結(jié)構(gòu)的鑲嵌型 Co3O4/SiO2催化劑的還原度明顯增加，可能是因?yàn)殡p孔道結(jié)構(gòu)促進(jìn)了催化劑的還原。由于一次制備得到的核殼 Co3O4/SiO2材料的量過(guò)小，難以應(yīng)用于費(fèi)托合成，而含量擴(kuò)大后，其重復(fù)性很差，所以將核殼Co3O4/SiO2材料應(yīng)用于費(fèi)托合成依然需要探究。
　　本論文將

4、鑲嵌型Co/SiO2催化劑進(jìn)行費(fèi)托合成活性研究，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的Co/SiO2催化劑，鑲嵌型催化劑具有更高的費(fèi)托合成反應(yīng)活性，CO轉(zhuǎn)化率提高了13％；同時(shí)發(fā)現(xiàn)該催化劑費(fèi)托反應(yīng)低碳數(shù)產(chǎn)品選擇性明顯增加，與傳統(tǒng)鈷基催化劑以高碳數(shù)產(chǎn)品為主的產(chǎn)物分布完全不同。當(dāng)鈷擔(dān)載量為20 wt.%時(shí)，傳統(tǒng)催化劑的C5-C11和C12+選擇性分別為8.6%和84.0%；鑲嵌型催化劑的C5-C11和C12+選擇性分別為18.1%和72.6%；當(dāng)鈷擔(dān)載量為50