合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究——Ⅰ.不同沸石分子筛担载Fe-MnO催化剂反应性能的考察

通过对各种沸石分子筛,Al_2O_3及SiO_2担载的Fe-MnO催化剂上CO加氢反应性能的考察,发现pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂有良好的低碳烯烃选择性,而其它沸石、SiO_2及Al_2O_3担载的Fe-MnO催化剂则不刊于低碳烯烃的产生。这可能一方面是由于pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂本身存在着金属与载体间的强相互作用(SMSI)使催化剂有利于烯烃生成,另一方面是由于pentasil型沸石独特的孔道有利于低碳烯烃的及时扩散离去,抑制了低碳烯烃在金属活性中心上的二次反应。研究还表明,催化剂活性与α-Fe°及反应过程中生成的∑-Fe2.2C和∑′-Fe2.2C含量存在对应关系。

合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究 Ⅲ.碱改性ZSM-5沸石担载Fe-MnO催化剂的强碱作用及MnO助剂的作用

利用TPR,Mssbauer谱等技术研究了ZSM-5沸石的碱改性及MnO等因素对铁-锰/沸石催化剂中铁的还原过程及难易程度的影响。随改性ZSM-5沸石碱性的增强,金属活性组分TPR耗氢峰温向高温方向位移,即还原过程发生变化,铁变得更难被还原。首次研究了担载型Fe-MnO催化剂中MnO的助剂作用,表明分子筛担载型催化剂中MnO是铁还原的促进剂。解释了碱改性ZSM-5担载Fe-MnO催化剂中影响催化活性的各种因素,并与实验结果进行了关联。

合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究 Ⅳ.添加碱性助剂的DM-Ⅱ高硅沸石担载型催化剂的性能

在DM-Ⅱ高硅沸石担载的Fe-MnO催化剂中添加碱性助剂可提高催化剂的活性及C_2~=～C_4~=烯烃选择性,且随着碱性增强,催化剂性能不断改善,随助剂MnO含量的增加,低碳烯烃的选择性不断提高,而催化剂活性有一极大值。研究表明,金属活性组分以适当的粒度分散在分子筛表面,MnO可提高其分散度,添加碱性助剂不利于金属组分的还原,但其“电子效应”却显著改善了催化剂性能,MnO能促进铁的还原,从而提高了催化剂的活性。