中孔分子篩(SBA-15，KIT-6)負(fù)載的鈷基催化劑的費(fèi)-托合成性能研究.pdf

1、費(fèi)-托合成是將合成氣（CO+H2）轉(zhuǎn)化為液體燃料和化學(xué)品的過(guò)程。鈷基催化劑因其具有高的活性、高的重質(zhì)烴選擇性、較低的水煤氣變換反應(yīng)活性被廣泛應(yīng)用于費(fèi)-托合成。中孔分子篩具有大的比表面積和良好的水熱穩(wěn)定性，以其作為催化劑的載體可以獲得高度分散的鈷催化劑。硅材料負(fù)載的鈷催化劑的反應(yīng)活性主要與催化劑的還原度密切相關(guān)。鈷氧化物（四氧化三鈷，無(wú)定形鈷氧化物，鈷硅氧化物，鈷鋁氧化物等）的形成依賴于載體表面的性質(zhì)和前處理?xiàng)l件，如焙燒溫度、前驅(qū)體溶液的

2、pH 值等。在高溫下還原后，鈷氧化物與載體之間相互作用生成難還原的化合物如硅酸鈷仍有部分存在，有研究報(bào)道載體表面羥基（-OH）的存在導(dǎo)致了這些難還原化合物的生成。 本文分別采用內(nèi)表面氨基化修飾和硅烷化的方法改性SBA-15表面的性質(zhì)，以漿態(tài)浸漬法和滿孔浸漬法制備Co/SBA-15催化劑；以KIT-6為載體，制備不同鈷負(fù)載量的鈷基催化劑。使用元素分析、N2吸附-脫附、X-射線衍射、透射電子顯微鏡、程序升溫還原、程序升溫脫附及氧滴定

3、等手段表征催化劑。并在微型固定床反應(yīng)器上考察催化劑的費(fèi)-托合成反應(yīng)性能。主要研究結(jié)果如下： 1.SBA-15經(jīng)內(nèi)表面氨基化修飾和負(fù)載鈷后，其二維六方有序結(jié)構(gòu)仍然保持；氨基化修飾后的與未修飾的催化劑相比，鈷在載體表面的分散度增加，形成的Co3O4晶粒平均直徑減小；鈷更易負(fù)載到SBA-15孔道內(nèi)部，催化劑較難還原。 2.對(duì)于硅烷化后的Co/SBA-15催化劑，金屬鈷與載體之間的相互作用降低，氧化鈷的還原度增加。隨著三甲基氯硅

4、烷用量的增加，三甲基硅基的表面覆蓋度增加，鈷的晶粒直徑增大。硅烷化后的10Co/SBA-15催化劑的高活性歸因于其高還原度，C5+選擇性的增加歸因于鈷晶粒直徑的增加。載體的硅烷化可以得到具有更高CO轉(zhuǎn)化率和更好的重質(zhì)烴選擇性的費(fèi)-托合成催化劑。 3.KIT-6分子篩的水熱穩(wěn)定良好，是一種很好的催化劑載體。隨鈷負(fù)載量的增加，催化劑的比表面積和孔體積下降約50％左右，而平均孔徑?jīng)]有什么變化。對(duì)于Co/KIT-6系列催化劑來(lái)說(shuō)，金屬與