Cu-Fe基双孔载体催化剂结构和低碳醇合成反应性能

刘建国 定明月 王铁军 马隆龙

引用本文: 刘建国, 定明月, 王铁军, 马隆龙. Cu-Fe基双孔载体催化剂结构和低碳醇合成反应性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(08): 1964-1970. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205213 shu
Citation:  LIU Jian-Guo, DING Ming-Yue, WANG Tie-Jun, MA Long-Long. Structure and Performance of Cu-Fe Bimodal Support for Higher Alcohol Syntheses[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(08): 1964-1970. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205213 shu

Cu-Fe基双孔载体催化剂结构和低碳醇合成反应性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金国际(地区)合作项目(51161140331, 51036006) (地区)合作项目(51161140331, 51036006)

    国家科技支撑项目(2011BAD22B06)资助 (2011BAD22B06)

摘要:

采用超声浸渍法制备了Cu、Fe 双活性组元改性的双孔载体(M)催化剂, 采用N2物理吸附、H2程序升温 还原/脱附(H2-TPR/TPD)、X射线衍射(XRD)等表征手段考察了催化剂中Cu-Fe的相互作用, 并在固定床反应器 中评价了Cu/Fe摩尔比的改变对低碳醇合成反应性能的影响. 结果表明: 小孔硅溶胶浸渍在大孔硅凝胶中可形 成具有不同纳米孔径结构的双孔载体, 增加小孔硅溶胶的含量可促使双孔载体中小孔纳米结构尺寸变小. Fe/ Cu摩尔比的增加有利于铜物种在载体表面的分散, 促进了表层CuO和Fe2O3的还原, 加强了双孔载体内孔道 与铜铁氧化物之间的相互作用, 促使了单质铜的分散和铁碳化物的生成. CO加氢反应活性和低碳醇时空收率 随着Fe/Cu 摩尔比的逐渐增加呈现增加的变化趋势. 当Fe/Cu 摩尔比增加到30/20 时, Cu-Fe 基双孔载体催化 剂的CO转化率增加到46%, 低碳醇的时空收率增加到0.21 g·mL-1·h-1, C2+OH/CH3OH质量比达到1.96.

English

    1. [1]

      (1) Herman, R. G. Catal. Today 2000, 55, 233. doi: 10.1016/S0920-5861(99)00246-1

      (1) Herman, R. G. Catal. Today 2000, 55, 233. doi: 10.1016/S0920-5861(99)00246-1

    2. [2]

      (2) He, D. P.; Ding, Y. J.; Luo, H.Y.; Li, C. J. Mol.Catal. A:Chem.2004, 208, 267. doi: 10.1016/S1381-1169(03)00542-9(2) He, D. P.; Ding, Y. J.; Luo, H.Y.; Li, C. J. Mol.Catal. A:Chem.2004, 208, 267. doi: 10.1016/S1381-1169(03)00542-9

    3. [3]

      (3) Tronconi, E.; Lietti, L.; Forzatti, P.; Pasquon, I. Appl. Catal.1989, 47, 317. doi: 10.1016/S0166-9834(00)83237-6(3) Tronconi, E.; Lietti, L.; Forzatti, P.; Pasquon, I. Appl. Catal.1989, 47, 317. doi: 10.1016/S0166-9834(00)83237-6

    4. [4]

      (4) Mahdavi, V.; Peyrovi, M. H. Catal. Commun. 2006, 7, 542. doi: 10.1016/j.catcom.2006.01.012(4) Mahdavi, V.; Peyrovi, M. H. Catal. Commun. 2006, 7, 542. doi: 10.1016/j.catcom.2006.01.012

    5. [5]

      (5) Xiao, H. C.; Li, D. B.; Li,W. H.; Sun, Y. H. Fuel Process. Technol. 2010, 91, 383. doi: 10.1016/j.fuproc.2009.07.004(5) Xiao, H. C.; Li, D. B.; Li,W. H.; Sun, Y. H. Fuel Process. Technol. 2010, 91, 383. doi: 10.1016/j.fuproc.2009.07.004

    6. [6]

      (6) Courty, P.; Durand, D.; Freund, E.; Sugier, A. J. Mol. Catal.1982, 17, 241. doi: 10.1016/0304-5102(82)85035-9(6) Courty, P.; Durand, D.; Freund, E.; Sugier, A. J. Mol. Catal.1982, 17, 241. doi: 10.1016/0304-5102(82)85035-9

    7. [7]

      (7) Subramanian, N. D.; Balaji, G.; Kumar, C. S. S. R.; Spivey,J. J. Catal. Today 2009, 147, 100. doi: 10.1016/j.cattod.2009.02.027(7) Subramanian, N. D.; Balaji, G.; Kumar, C. S. S. R.; Spivey,J. J. Catal. Today 2009, 147, 100. doi: 10.1016/j.cattod.2009.02.027

    8. [8]

      (8) Boz, I.; Sahibzada, M.; Metcalfe, I. S. Ind. Eng. Chem. Res.1994, 33, 2021. doi: 10.1021/ie00033a001(8) Boz, I.; Sahibzada, M.; Metcalfe, I. S. Ind. Eng. Chem. Res.1994, 33, 2021. doi: 10.1021/ie00033a001

    9. [9]

      (9) Pour, A. N.; Zamani, Y.; Tavasoli, A.; Shahri, S. M. K.; Taheri,S. A. Fuel 2008, 87, 2004. doi: 10.1016/j.fuel.2007.10.014(9) Pour, A. N.; Zamani, Y.; Tavasoli, A.; Shahri, S. M. K.; Taheri,S. A. Fuel 2008, 87, 2004. doi: 10.1016/j.fuel.2007.10.014

    10. [10]

      (10) Bukur, D. B.; Lang, X. S. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 3270.doi: 10.1021/ie990028n(10) Bukur, D. B.; Lang, X. S. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 3270.doi: 10.1021/ie990028n

    11. [11]

      (11) Sibillia, J. A.; Dominguez, J. M.; Herman, R. G.; Klier, K.Prepr. Div. Fuel Chem. ACS 1984, 29, 261.(11) Sibillia, J. A.; Dominguez, J. M.; Herman, R. G.; Klier, K.Prepr. Div. Fuel Chem. ACS 1984, 29, 261.

    12. [12]

      (12) Xu, R.; Yang, C.;Wei,W.; Li,W. H.; Sun, Y. H.; Hu, T. D.J. Mol.Catal. A: Chem. 2004, 221, 51. doi: 10.1016/j.molcata.2004.07.003(12) Xu, R.; Yang, C.;Wei,W.; Li,W. H.; Sun, Y. H.; Hu, T. D.J. Mol.Catal. A: Chem. 2004, 221, 51. doi: 10.1016/j.molcata.2004.07.003

    13. [13]

      (13) Xu, R.; Ma, Z. Y.; Yang, C.;Wei,W.; Sun, Y. H. React. Kinet. Catal. Lett. 2004, 81, 91. doi: 10.1023/B:REAC.0000016521.91502.5f(13) Xu, R.; Ma, Z. Y.; Yang, C.;Wei,W.; Sun, Y. H. React. Kinet. Catal. Lett. 2004, 81, 91. doi: 10.1023/B:REAC.0000016521.91502.5f

    14. [14]

      (14) Zhang, Y.; Yoneyama, Y.; Tsubaki, N. Chem. Commun. 2002,1216.(14) Zhang, Y.; Yoneyama, Y.; Tsubaki, N. Chem. Commun. 2002,1216.

    15. [15]

      (15) Zhang, Y.; Koike, M.; Yang, R. Q.; Hinchiranan, S.; Vitidsant,T.; Tsubaki, N. Appl. Catal. A 2005, 292, 252. doi: 10.1016/j.apcata.2005.06.004(15) Zhang, Y.; Koike, M.; Yang, R. Q.; Hinchiranan, S.; Vitidsant,T.; Tsubaki, N. Appl. Catal. A 2005, 292, 252. doi: 10.1016/j.apcata.2005.06.004

    16. [16]

      (16) Xu, B. L.; Fan, Y. N.; Zhang, Y.; Tsubaki, N. AIChE Journal2005, 51, 2068. doi: 10.1002/aic.10469(16) Xu, B. L.; Fan, Y. N.; Zhang, Y.; Tsubaki, N. AIChE Journal2005, 51, 2068. doi: 10.1002/aic.10469

    17. [17]

      (17) Inui, T.; Funabiki, M.; Suehiro, M.; Sezume, T. J. Chem. Soc. FaradayTrans. 1979, 75, 787.(17) Inui, T.; Funabiki, M.; Suehiro, M.; Sezume, T. J. Chem. Soc. FaradayTrans. 1979, 75, 787.

    18. [18]

      (18) Yang, Y.; Tao, Z. C.; Zhang, C. H.;Wang, H.; Tian, L.; Xu, Y.Y.; Xiang, H.W.; Li, Y.W. J. Fuel Chem. Technol. 2004, 32,717. [杨勇, 陶智超, 张成华, 王洪, 田磊, 徐元源,相宏伟, 李永旺. 燃料化学学报, 2004, 32, 717.](18) Yang, Y.; Tao, Z. C.; Zhang, C. H.;Wang, H.; Tian, L.; Xu, Y.Y.; Xiang, H.W.; Li, Y.W. J. Fuel Chem. Technol. 2004, 32,717. [杨勇, 陶智超, 张成华, 王洪, 田磊, 徐元源,相宏伟, 李永旺. 燃料化学学报, 2004, 32, 717.]

    19. [19]

      (19) Zhang, Y.; Zhang, C. M.; Lu, F.; Li, Y.W.; Sun, Y. H.; Zhong, B.J. Fuel Chem. Technol. 2000, 28, 244. [张业, 张池明, 陆凡, 李永旺, 孙予罕, 钟炳. 燃料化学学报, 2000, 28, 244.](19) Zhang, Y.; Zhang, C. M.; Lu, F.; Li, Y.W.; Sun, Y. H.; Zhong, B.J. Fuel Chem. Technol. 2000, 28, 244. [张业, 张池明, 陆凡, 李永旺, 孙予罕, 钟炳. 燃料化学学报, 2000, 28, 244.]

    20. [20]

      (20) Burch, R.; Chappell, R. J. Appl. Catal. 1988, 45, 131. doi: 10.1016/S0166-9834(00)82398-2(20) Burch, R.; Chappell, R. J. Appl. Catal. 1988, 45, 131. doi: 10.1016/S0166-9834(00)82398-2

    21. [21]

      (21) Burch, R.; lunski, S. E.; Spencer, M. S. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1990, 86, 2683. doi: 10.1039/ft9908602683(21) Burch, R.; lunski, S. E.; Spencer, M. S. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1990, 86, 2683. doi: 10.1039/ft9908602683

    22. [22]

      (22) Ding, M.Y.; Yang, Y.; Xu, J.; Tao, Z. C.;Wang, H. L.;Wang, H.;Xiang, H.W.; Li, Y.W. Appl. Catal. A 2008, 345, 176. doi: 10.1016/j.apcata.2008.04.036

      (22) Ding, M.Y.; Yang, Y.; Xu, J.; Tao, Z. C.;Wang, H. L.;Wang, H.;Xiang, H.W.; Li, Y.W. Appl. Catal. A 2008, 345, 176. doi: 10.1016/j.apcata.2008.04.036

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  849
  • 文章访问数:  2370
  • HTML全文浏览量:  44
文章相关
  • 发布日期:  2012-07-10
  • 收稿日期:  2012-03-13
  • 网络出版日期:  2012-05-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章