Effects of Potassium and Manganese Promoters on Nitrogen-Doped Carbon Nanotube-Supported Iron Catalysts for CO_2 Hydrogenation

氮掺杂碳纳米管(NCNTs)作为载体负载铁(Fe)纳米颗粒,可应用于CO_2多相催化加氢反应(633 K和25 bar)。当将钾(K)和锰(Mn)作为助催化剂时,Fe/NCNT展现出优异的CO_2加氢性能,在体积空速(GHSV)为3.1 L·g^(–1)·h^(–1)时转化率可达34.9%。当使用K作为助催化剂时,反应对烯烃和短链烷烃具有高的选择性。当K和Mn同时作为助催化剂时,其催化活性能够稳定地维持60 h。助催化剂Mn的结构效应通过X射线衍射、氢气程序升温还原以及近边X射线吸收精细结构进行表征。助催化剂Mn不仅能够稳定中间态FeO,且能降低程序升温还原的起始温度。通过探针反应NH3的催化分解来表征助催化剂效应。当K和Mn作为助催化剂时,Fe/NCNT具有最好的催化活性。在还原条件下,当K作为助催化剂时,Fe/NCNT具有最优异的热稳定性。

甲醇转化时沸石结炭研究：MTO、MTP和MTG工艺的基本反应（下）

5-2热再生反应为了表征低反应温度下沸石H—ZSM-5上留存有机质的性质，用TPD和TPO对用后的催化剂进行表征，

甲醇转化时沸石结炭研究：MTO、MTP和MTG工艺的基本反应（上）

为了阐明空间位阻如何机械地起干扰作用，对甲醇转化过程中酸性沸石催化剂的失活反应进行了研究。详细的产品组成（包括保存的有机质）是由时间分辨模式测定。在270-300℃时采用H．ZSM-5，首先形成不饱和烃类——甲烷作为指示性副产物。然后由于自催化反应速率增加，但由于过量的孔填充使得反应速率很快下降。保存的有机质主要包括乙基-三甲基-苯和异丙基-二甲基-苯分子。用乙烯和丙烯对苯环进行烷基化反应产生去活性的分子。在475℃，使用烯烃对苯环进行烷基化反应却向相反的方向转变，活化了H—ZSM-5催化剂。H—ZSM-5晶体表面缓慢的结炭，空间位阻抑制了2-环芳烃的形成。对具有宽孔的沸石H—Y，发现失活反应快，更大的芳香化合物分子可以形成并且可以被截留下来。甲烷化反应和脱氢反应的CH抖攻击直观地反应出在质子催化剂位点上的甲醇反应，甲烷成为富氢的副产物。文中比较性地研究了甲醇在H—ZSM-58，H-EU-1和H-13沸石上的转化。为了有利于反应器设计，讨论了老化区域问题。表明了一个多组分产品混合物成怎样成为阐明复杂反应机理的信息来源。