【摘 要】
:
费托合成反应将煤、生物质等间接转化为清洁燃料和高附加值的化学品,可以有效缓解目前对石油资源的依赖,有利于实现能源供给多元化。催化剂的研发是重中之重,深入研究催化剂构-效关系有利于改善催化剂性能,新型材料的研发利用在进一步提高费托催化剂的性能方面也具有良好的前景。金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOF)材料因其独特的结构特点被广泛应用于催化领域,一系列的MOF衍生物被
论文部分内容阅读
费托合成反应将煤、生物质等间接转化为清洁燃料和高附加值的化学品,可以有效缓解目前对石油资源的依赖,有利于实现能源供给多元化。催化剂的研发是重中之重,深入研究催化剂构-效关系有利于改善催化剂性能,新型材料的研发利用在进一步提高费托催化剂的性能方面也具有良好的前景。金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOF)材料因其独特的结构特点被广泛应用于催化领域,一系列的MOF衍生物被应用于费托合成反应,并表现出了优异的催化性能。Fe基费托合成催化剂虽然价格低廉,适用范围广,但是催化活性低,易失活稳定性差。针对上述情况,本论文以不同的MOF材料为前驱体,制备了一系列铁基费托合成催化剂,采用N2物理吸附、XRD、TEM、XPS、TG和TPR/TPD等技术手段对催化剂结构组成、形貌和价态信息等进行了分析,并考察了不同热解温度、助剂和组成对催化剂的影响,研究了MOF衍生铁基催化剂结构与费托催化性能的关系。主要内容如下:1、研究了不同热解条件对MOF衍生多孔碳孔结构的影响,结果发现多孔碳材料比表面积随热解温度的升高而增大,孔径变化很小。采用等体积浸渍硝酸盐溶液制备Fe基催化剂,大比表面积和大孔容的多孔碳载体更有利于活性组分的分散。Fe-700,Fe-800,Fe-900催化剂的费托催化性能评价结果表明,Fe-900催化剂的催化活性最高,通过产物分布比较发现产物中长链烃含量较高,这说明具有大比表面积和大孔容结构的载体有助于提高催化剂的活性和重质烃选择性,同时研究也表明通过对MOF前驱体进行处理可以有效调控催化反应的产物分布。2、研究了不同类型助剂对MOF衍生Fe@C催化剂的影响。通过MIL-100热解制备Fe@C催化剂,表征结果显示,在40 wt%的高负载量情况下Fe纳米颗粒均匀分散,半镶嵌在多孔碳基体中,无团聚。在高温费托合成条件下,催化剂表现出良好的稳定性。通过等体积浸渍法制备碱金属Na,过渡金属Cu和贵金属Ru修饰的Fe@C催化剂,系统表征分析发现,加入助剂可以降低Fe纳米颗粒的粒径。Na助剂会抑制Fe的还原,而Cu、Ru助剂有助于Fe的还原,增加了催化剂表面活性位点数量。在费托合成反应中,助剂显著提高了费托合成反应催化活性,Cu/Fe@C催化剂显示出最高的时空收率(FTY=154 mmol COg Fe-1h-1),是Fe@C催化剂时空收率的2倍。助剂的性能对反应产物有显著影响,Na/Fe@C催化剂产物分布表现出低的甲烷选择性和高的重质烃选择性,尤其是高的C2-4烯烷比(O/P)。Ru/Fe@C催化剂由于Ru具有极强的加氢能力,促进了甲烷和轻质烃的生成。Cu/Fe@C催化剂显示出最高的CO2选择性。以上结果表明,助剂在Fe基催化剂设计改性过程中效果显著。3、设计合成双金属催化剂调控费托合成产物分布,通过N2气氛下高温热解双金属MOF-74制备了一系列双金属催化剂Fe M@C。研究发现高温热解处理导致Co、Ni、Mn、Zn与Fe相互作用,形成了Fe Co、Fe Ni合金结构以及Fe Mn,Fe Zn固溶体结构。同时Co、Ni、Mn、Zn在催化剂表面不同程度的富集,改变了费托合成产物的分布;Mn促进了Fe Mn@C催化剂中低碳烯烃的生成,Co和Ni加氢作用明显,Fe Co@C和Fe Ni@C催化剂产物中甲烷选择性超过40%,Zn对催化剂产物分布的影响不太明显,与Fe基催化剂产物分布相似。双金属催化剂的催化活性明显高于单金属催化剂,其中Fe Zn@C催化活性最高为FTY=152mmol COg Fe-1h-1,是单金属催化剂Fe@C的1.5倍。结果表明,双金属催化剂的协同作用不仅可以提高催化剂的活性,还可以调节产物的选择性。通过双金属MOF热解制备催化剂的方法在新型费托合成催化剂的设计制备中具有良好的前景。
其他文献
二硫化物参与的芳/杂环化合物的硫官能团化一直受到人们的关注。近年来亚砜和其他亚磺酸衍生物如亚磺酰胺,亚磺酸酯参与的中断型Pummerer反应已有报道。本文主要研究了硫代亚磺酸酯和二硫醚这两类二硫化物作为新型硫化试剂对芳/杂环体系进行硫官能团化的方法;开发了活化的硫代亚磺酸酯参与的中断型Pummerer反应和二硫醚参与的交叉脱氢偶联反应。第一章,介绍了硫代亚磺酸酯和二硫醚的基本性质、制备方法和在合成
镍位于元素周期表的第四周期第VIII族,价层电子构型为3d~84s~2,化学性质活泼。镍基化合物具有价格便宜、储量丰富、耐腐蚀和活性位点丰富的优点,是碱性镍锌电池和电解海水制氢中不可缺少的电极材料。然而,镍基电极在碱性电解液中的活性和稳定性面临诸多挑战:(1)α-Ni(OH)2在碱性条件下极易转化为β-Ni(OH)2,降低了电极的稳定性。(2)活性位点对反应中间体的吸附能和反应前驱体的解离能不理想
解析《备急千金要方》中关于腰痛的条目。孙思邈治疗腰痛学术特色鲜明,方小而力专,临床疗效显著。善用酒剂以助药力,并用其祛寒解肌、通脉止痛之功;善用风药,以达祛风解表、升发透达、解肌通络之效;善用附子祛表里之沉寒,通络脉之瘀滞,并以其止痛;方证对应,方随证出,以此结合现代临床实践,可寻找治疗腰痛的有效方法和药物。
目的:研究敦煌医家李应存教授治疗腰痛的用药规律,筛选核心方,揭示核心方治疗腰痛的分子机制。方法:整理李应存教授治疗腰痛的临床用方,以中医传承辅助平台(V2.5)为手段,挖掘用药规律并筛选核心方,预测其活性成分及作用靶点,通过基因本体论富集分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析分析核心方治疗腰痛的分子机制。结果:本次共挖掘100余条腰痛处方,统计出核心药物“熟地黄-黄芪-当归-牛膝-
氨(NH3)是现代工业和农业中重要的化学品。目前,NH3的合成方法仍然沿用上世纪的Haber-Bosch(H-B)法,该方法工艺成熟,但能耗高并排放大量二氧化碳(CO2)。因此,亟需寻找一种耗能低、环境友好的合成NH3方法来替代H-B法。其中,以太阳能等可再生能源作为电力驱动,利用氮气(N2)和水为主要原料,在常温常压下通过N2电还原(NRR)合成NH3的反应受到广泛关注。NRR不仅可以减少CO2
在化工生产中,提高化工运输中液体在管内的传输效率、减小化工器械的磨损、减少贵重液滴的残留等都与流体与固体的相互作用息息相关。在过去的几十年里,关于流体与固体相互作用的研究非常广泛。然而,在很多问题上依然存在很大争议,例如液-固粘附力的粘附机理、如何提高液体在管内的传输速率以及如何减小液-固摩擦力。本论文针对纳微尺度下的流体与固体的相互作用,通过使用微观和介观尺度的计算机模拟以及理论来进行研究,研究
CH4是甲醇的主要原料,在工业上采用合成气路线将CH4转化为甲醇,生产合成气的过程需要在高温高压条件下完成并且能耗较大。与传统工业路线相比,直接氧化CH4制甲醇(DMTM)的反应条件更温和,仅需要常压低温。N2O和分子筛催化剂作用产生的α-O物种可以活化CH4,故对于DMTM体系来说N2O是一种很好的单氧氧化剂。目前,N2O氧化CH4制甲醇(N2O-DMTM)的主要挑战是开发高性能的催化剂以提高甲
微观混合作为混合的最后阶段,由于其发生在分子尺度,在诸多快速化工过程中都起着至关重要的作用。对于快速共沉淀过程,微观混合和其沉淀本征动力学共同控制着产物的品质。而传统反应器微观混合性能受限,微观混合对共沉淀过程的具体影响机制不够明确,使得共沉淀法在宏量制备复合金属化合物纳微材料领域受限。基于上述分析,本文通过不锈钢毛细管和商用三通构建了结构简单的微撞击流反应器(MISR)。其不仅具有微通道反应器传
随着我国经济的不断发展和城市化进程的加速,建筑工程施工质量及现场施工管理日益受到人们的关注。然而,当前的建筑工程施工管理中仍存在着诸多问题,如施工质量不达标、施工周期过长、施工成本高等。基于此,针对建筑工程施工质量及现场施工管理的相关问题,分析了现场施工管理中常见的问题以及有效对策,重点探讨了施工技术创新在建筑工程施工质量及现场施工管理中的重要性和必要性。
近年来,越来越多的学者认为腰痛与核心肌群的异常有关,特别是和腰腹部某些深层核心稳定肌有密切联系,临床和康复科研领域设计出了许多与核心肌训练相关的运动疗法。与此同时,对于核心肌功能如何进行有效的评估也成为国内外研究的热点,本文主要综述近年来流行的等速肌力系统、表面肌电图、肌骨超声、核磁共振、Power Breathe呼吸训练器、压力生物反馈仪等检测技术在腰痛患者核心肌评估方面的最新研究进展。