铁基逆水煤气变换催化剂的制备和性能研究

【摘要】： CO_2气体的大量排放严重威胁人类的生存环境。所以,对CO_2的回收利用日益迫切。通过逆水煤气变换反应将CO_2转化为合成气被认为是CO_2利用最重要的途径之一。 本文以共沉淀法制备铁基催化剂,利用固定床微反色谱装置进行活性评价,XRD、TPR、BET、TEM等表征方法对催化剂的织构和性能进行了研究。 原料中以Fe~(2+)、Fe~(3+)为原料所制备催化剂的活性有明显的差别,加入锰助剂可以显著提高铁基高催化剂的活性和耐热性,与Cu/Mn、Zn/Mn催化剂相比Fe/Mn催化剂对逆水煤气变换反应具有较好的活性和稳定性。优化得到的最佳配比为Fe~(2+)/Fe~(3+)/Mn=42:16:42。 稀土助剂加入可进一步提高铁基催化剂的活性,无论是单独铁基催化剂还是Fe/Mn催化剂加入稀土助剂后催化剂的活性都不同程度的提高,同时加入CeO_2和La_2O_3助剂可以显著提高Fe/Mn催化剂的活性和热稳定性。 【关键词】：逆水煤气变换 催化剂 Fe/Mn催化剂 稀土
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TQ426
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文献综述7-17
• 1.1 引言7-8
• 1.2 逆水煤气变换反应热力学分析8
• 1.3 逆水煤气变换反应催化剂的研究进展8-13
• 1.3.1 水煤气变换反应催化剂9
• 1.3.2 逆水煤气变换反应催化剂9-13
• 1.4 稀土基变换催化剂13-15
• 1.5 选题依据及研究的内容15-17
• 1.5.1 选题的依据15
• 1.5.2 研究的内容15-17
• 第二章 实验部分17-23
• 2.1 主要试剂和仪器17-18
• 2.2 逆水煤气变换催化剂的制备实验设计18-19
• 2.3 研究的主要内容19
• 2.3.1 原料对铁系逆水煤气变换催化剂性能的影响19
• 2.3.2 稀土对铁基催化剂的影响19
• 2.4 催化剂的活性评价19-21
• 2.4.1 催化剂活性评价方法19-20
• 2.4.2 催化剂的活性测试条件20
• 2.4.3 催化剂活性测试方法20-21
• 2.5 催化剂活性测试流程21
• 2.6 空白试验21-22
• 2.7 催化剂的表征22-23
• 2.7.1 X-射线粉末衍射分析22
• 2.7.2 BET 比表面积测定22
• 2.7.3 TEM 电子显微镜表征22-23
• 第三章 试验结果与讨论23-49
• 3.1 预实验23-24
• 3.2 原料对铁系逆水煤气变换催化剂性能的影响24-41
• 3.2.1 Fe~(2+)、Fe~(3+)原料对单独铁基催化剂性能的影响24-27
• 3.2.2 锰对铁基催化剂性能的影响27-30
• 3.2.3 Fe~(2+)、Fe~(3+)原料对铁锰双组分催化剂性能的影响30-35
• 3.2.4 不同Fe~(2+)/Mn 比对催化剂性能的影响35-38
• 3.2.5 Fe~(3+)对 Fe~(2+)/Mn 催化剂性能的影响38-41
• 3.3 稀土对铁基催化剂性能的影响41-49
• 3.3.1 单独稀土基催化剂41-43
• 3.3.2 稀土对铁基催化剂性能的影响43-44
• 3.3.3 稀土对 Fe~(2+)/Mn 催化剂性能的影响44-46
• 3.3.4 稀土对 Fe~(2+)/Fe~(3+)/Mn 催化剂性能的影响46-49
• 第四章 结论49-50
• 参考文献50-54
• 附录54-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

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