Fe_(1-x)O基氨合成催化剂还原性能的研究

具有维氏体（Ｗｕｓｔｉｔｅ）相结构的Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂低温还原性能明显优于传统的Ｆｅ３Ｏ４基催化剂，其还原诱导期短。在干气氛条件下，Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂还原动力学可用“壳－核模型”描述。空速和温度明显影响Ｆｅ１－ｘＯ基催化剂的活化，而压力影响不如它们显著。在工业还原过程中宜采用“低温、低压、高空速、高氢”

Fe_(1-x)O基氨合成催化剂高活性机理初探

由Fe1 xO催化剂的发现所引伸的新课题及其中潜在的科学暗示 ,特别是Fe1 xO基催化剂的高活性机理有待深入研究 .本文根据催化剂的还原性能和表面性质及其与催化活性的关联 ,从Fe1 xO的化学和物理性质出发 ,对Fe1 xO催化剂的高活性机理提出了一些初步认识 .催化剂前驱体由Fe3 O4改变为Fe1 xO ,首先使得催化剂的还原易于进行 ,还原温度降低 ,还原速度加快 ,还原出水量减少 ;其次 ,改变了助催化剂在催化剂中的分布 ,从而改变了还原后催化剂的表面性质如表面酸覆盖度和碱覆盖度及其相对比例 ,形成了表面酸碱协同作用 ,促进了表面重构 ,降低了N2 的脱附活化能 ,削弱了H2 的强化学吸附 .这些变化导致催化剂活性提高 ,同时这些变化都是由Fe1 xO的化学和物理性质引起的 ,只有维氏体单独存在于催化剂中催化剂才具有高活性 .提出了H2 的强化学吸附与催化剂表面酸碱度有关的观点 .

助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂热稳定性的影响

采用梯级升温耐热和层叠添加助催化剂技术,运用XRD、BET和SEM表征方法,研究助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂热稳定性的影响。结果表明,多助剂的Fe_(1-x)O基氨合成催化剂晶粒随温度升高而长大,比Fe_3O_4基催化剂晶粒小且长大缓慢;孔径和孔容随温度升高而减小。K_2O和CaO能提高催化剂活性,但不利于热稳定性,CaO和Al_2O_3能均匀分散催化剂晶粒,M既能提高催化剂活性,又能增强其耐热性。

Fe_(1-x)O基氨合成催化剂性能及其影响因素分析

催化剂表面有较多的α -Fe(111)晶面是Fe1-xO基催化剂高活性的本质 ,合适的助剂构筑更多的α -Fe(111)晶面和稳定这些高活性晶面是成功开发Fe1-xO基催化剂的技术关键。助剂Al2 O3 对母体相Fe1-xO还原的弱阻碍作用是Fe1-xO基催化剂易还原的主要原因 ,Fe1-xO对H2 的较强吸附等有利于Fe1-xO基催化剂的还原 ,但还原过程中粒度效应明显。助剂CaO有效地抑制了Fe1-xO的歧化。Fe1-xO基催化剂具有良好的抗热和抗毒稳定性 ,对含氧化合物的毒化恢复较快 。

Fe_(1-X)O基氨合成催化剂的化学特性及其工业应用

Fe1-XO基催化剂具有特殊维氏体相结构、高铁比、易还原、还原出水少且时间短、低温低压下活性高等特点。为充分发挥Fe1-XO基催化剂的优异性能 。

费-托合成Fe1-xO基和Fe3O4基熔铁催化剂比较

在H2与CO的摩尔比2.0、温度553～593 K、压力1.4MPa,空速12600h-1的条件下,研究了Fe1-xO基和Fe3O4基熔铁催化剂的费-托合成反应催化性能,结果表明,Fe1-xO基熔铁催化剂的活性温度低于Fe3O4基熔铁催化剂,水汽变换反应的相对活性低于Fe3O4基催化剂.Fe1-xO基催化剂比Fe3O4基催化剂降低了蜡的选择性,特别是降低了有机含氧物的选择性,而提高了汽、柴油的选择性.Fe1-xO基催化剂可以比Fe3O4基催化剂多得到13%的C5+重质烃,而Fe3O4基熔铁催化剂比Fe1-xO基熔铁催化剂更适合低碳醇的合成.

助催化剂对Fe_(1-x)O基氨合成催化剂性能的影响

利用高温熔融法制备系列Fe1-xO基催化剂,考察助催化剂对氨合成熔铁催化剂性能的影响。采用阶梯升温还原实验、H2热重实验、低温N2物理吸附和SEM-EDS等表征催化剂活性、还原性、耐热性和物理结构。结果表明,助催化剂M1的掺杂能够提高催化剂活性和耐热性,助催化剂M2的掺杂显著提高催化剂的还原性能。

分阶段加料熔融法制备Fe1-xO基氨合成催化剂的研究

采用熔融法制备Fe_(1-x)O基氨合成催化剂,根据氧化物助催化剂的熔点、晶型和酸碱性等性质,考察了催化剂制备过程中助催化剂按顺序分阶段加料的方式对催化剂活性及热稳定性的影响。结果表明,助催化剂的添加顺序对催化剂氨合成活性有一定的影响;助催化剂按其酸碱性顺序加入对催化剂氨合成活性有一定的影响,其中先加碱性助催化剂制备的催化剂的耐热稳定性高于其他方法制备的催化剂;助催化剂钒和钨以其钙盐形式引入比以钾盐形式引入所得催化剂的耐热活性高。

氨分解制氢催化剂研究进展

随着环保法规日趋严格,清洁氢能的生产和应用引起关注,氨分解制氢是其中重要途径之一。综述Ru、Ni和Fe等氨分解催化剂的研究进展,Ru催化剂具有较高的催化活性,但由于资源有限和价格昂贵等因素使其在工业应用方面受到限制。以Fe和Ni为代表的非贵金属催化剂资源丰富,价格低廉,氨分解反应转化率高,具有潜在的工业应用前景。我国独创的新一代Fe_(1-x)O基新型熔铁催化剂是目前世界上活性最高的氨合成催化剂,根据微观可逆性原理,新型熔铁催化剂也是氨分解反应活性最好的制氢催化剂。

合成氨催化剂技术进展及工业应用

综述了主要合成氨催化剂 (传统熔铁催化剂、Fe1-xO基催化剂 ,钌基合成氨催化剂 )的研究和工业应用情况 ,并展望了其发展的趋势。

合成氨催化剂的研究进展

综述了合成氨工业催化剂从Fe_3O_4基到Fel-xO体系和钌催化剂的发展,表明Fel-xO催化剂体系的发明,使氨合成催化剂的活性有了长足的进步,而钌催化剂有望突破近一个世纪的铁催化剂的历史。结合氨合成的发展现状,提出合成氨催化剂的发展建议。

超临界合成氨的研究

研究了在固定床反应器中Fe1-xO基催化剂超临界合成氨反应.筛选了17种超临界介质,探索了超临界合成氨的可行性.考察了反应温度的影响.研究发现在合成氨熔铁催化剂反应条件下,超临界介质都会发生分解,分解产物使催化剂活性降低.其中饱和烷烃分解率最小,催化剂失活速率最慢,为较佳的反应介质.研究结果表明:超缶界介质的分解是造成催化剂活性降低的主要原因;超插界介质的加入,使合成氨的有效分压降低是出口氨含量降低的另一个原因;催化剂的活性温度是超临界合成氨的关键因素.