制备方法对催化剂性质的影响
完全液相-溶剂热法制备Cu-Zn-Al催化剂时前驱体结晶度对催化剂结构和性能的影响
第5期收稿日期:2018⁃02⁃10;基金项目:国家自然科学基金(21336006);作者简介:任宏伟,男(1992⁃),硕士生,Email:244399600@ ,44399600@ ;*通讯作者:黄伟,教授,博导,Email:huangwei@ ;樊金串,教授,硕士生导师,Email:fanjinchuan@.自20世纪60年代英国ICI 公司成功推出Cu 基催化剂以来,甲醇工业得到迅速发展[1]。
随后,Cu/ZnO/Al 2O 3催化剂被广泛应用于甲醇及低碳醇合成、CO 低温水煤气变换等多类催化反应[2]。
Gao 等[3]提出的完全液相法制备的CuZnAl 浆状催化剂具有独特的优异性能,在浆态床合成二甲醚和乙醇反应中表现出良好的性能[4,5]。
目前完全液相法在制备催化剂时,是将前驱体分散在液体石蜡介质中常压热处理制得催化剂,研究表明铜组分的晶粒尺寸对催化剂结构及性能影响显著[6],而溶剂热法可制备出晶型好,形貌及晶粒大小可控的纳米颗粒。
Pang 等[7]提出甘氨酸辅助双溶剂热法合成一系列Cu 2O 微晶,通过调整混合溶剂的性质,对晶体的结构(形状、尺寸、相形成)产生较大的影响。
Maneechakr 等[8]利用苯辅助C1~C4醇双溶剂热法,以Zn(NO 3)2·6H 2O 为Zn 源,通过调控溶剂中苯含量,合成了不同形貌的ZnO ;后采用浸渍法制得的Cu/ZnO 催化剂用于CO 2加氢制甲醇表现出良好的活性。
基于此,提出将完全液相和溶剂热相结合的催化剂制备方法。
催化剂的前驱体的性质会直接影响催化剂的性能[9,10]。
Fang 等[11]研究了并流共沉淀法制备的CuO/ZnO/Al 2O 3催化剂前驱体晶相及组成的变化对固定床催化合成甲醇活性的影响,结果表明老化时间对前驱体物相的形成有较大影响。
Baltes 等[12]对CuO/ZnO/Al 2O 3前驱体制备工艺及老化时间进行了考察,发现老化时间影响Cu 、Zn 之间的相互作用,引起pH 值的轻微波动,前20min 对Cu 和Zn 晶相形成影响很大。
氯化铜的制备及其催化剂性质的表征
氯化铜的制备及其催化剂性质的表征催化剂是一种可以加速化学反应的物质，广泛应用于化学生产和环境保护等领域。
氯化铜是一种常见的催化剂，它可以催化苯乙烯与乙氧基苯乙酮反应，得到α-苯乙烯酮。
本文将介绍氯化铜的制备方法及其催化剂性质的表征。
一、氯化铜的制备方法氯化铜可以通过多种化学反应得到，其中以氢氧化铜与盐酸反应制备氯化铜的方法较为常见。
实验原料：氢氧化铜：5 g；盐酸：20 mL；无水乙醇：50 mL。
实验步骤：1. 在250 mL锥形瓶中加入氢氧化铜。
2. 慢慢滴加盐酸至氢氧化铜完全溶解。
3. 将产物转移到干净的锥形瓶中，加入无水乙醇使溶液达到适当浓度。
4. 用滤膜将溶液过滤，然后用无水乙醇冲洗滤膜。
5. 将溶液烘干，得到氯化铜。
二、氯化铜的催化剂性质表征得到氯化铜后，需要对其进行性质表征，以确定其催化剂性质。
1. 催化活性测试将氯化铜与苯乙烯、乙氧基苯乙酮等反应物混合，在一定温度下进行反应，测量不同反应时间内产物α-苯乙烯酮的收率，以评测其催化活性。
2. 微观结构表征使用扫描电镜和透射电镜等技术观察催化剂的粒径以及表面形貌，并使用X射线衍射表征晶体结构，以确定催化剂的微观结构。
3. 比表面积和孔隙度表征使用比表面积分析仪和气相吸附法等技术，确定催化剂的比表面积和孔隙度，并评估其吸附性能，以确定其吸附能力和反应速率。
4. 催化活性机理表征通过核磁共振光谱、拉曼光谱、原子力显微镜等技术，观察催化反应过程中的分子结构变化和化学键断裂，以确定催化反应的机理和催化剂的活性中心。
结论：本文介绍了氯化铜的制备方法及其催化剂性质的表征，通过实验和技术手段，确定了氯化铜具有较高的催化活性和吸附能力，可以广泛应用于化学生产和环境保护等领域。
同时，本研究也为探索更高效的催化剂提供了启示。
工业催化剂的设计和制备
工业催化剂的设计和制备随着现代工业的发展，越来越多的化学反应需要催化剂的参与。
催化剂的作用是降低反应活化能，提高反应速率，从而使反应更加高效和经济。
因此，正确的催化剂的选择和设计，对于工业生产的质量和效率具有重要的影响。
本文将重点阐述工业催化剂的设计和制备的方法和技术。
一、催化剂的分类和应用催化剂广泛应用于化学、石油、煤化工、环境保护等领域。
按照性质分类，催化剂主要可分为酸性催化剂、碱性催化剂和氧化还原催化剂。
按照形态分为固定床催化剂、流态化催化剂和替代性催化剂等。
酸性催化剂一般用于裂解、酯交换、酰基化等有机合成反应中。
碱性催化剂则主要用于酯化、酰胺化、烷基化等反应，而氧化还原催化剂则适用于氧化、还原、脱氢、羰基化等反应。
固定床催化剂在工业生产中广泛应用。
例如，用于合成苯乙烯的催化剂是以氯化铝为主，将其催化合成苯乙烯。
对于氧化剂来说，固定床催化剂也应用得很多。
以铵金属盐为主，用于制备硝酸和氰化物等化合物。
二、催化剂的设计原则催化剂设计是一个复杂的过程，需要考虑许多方面的因素。
催化剂设计的原则主要有以下几点:1.选择适当的活性成分活性组分是催化剂的核心，应该根据反应物质的性质和反应类型的特点来选择适当的活性成分。
常见的活性成分包括钯、铂、铜、镍、铁、钼等，其中钯和铂是常见的氧化还原催化剂的活性成分，铜则是一种催化裂化反应的优良催化剂。
2.确定适当的载体材料催化剂的载体材料主要是支持活性组分在反应条件下保持稳定性。
选取的载体材料应具有良好的耐热性、机械强度和尺寸适应性等性质。
常见的载体材料包括氧化硅、氧化铝、氧化锆、活性炭和小分子有机化合物等。
3.优化催化剂结构催化剂的结构对其催化性能有着重要的影响。
优化催化剂结构可通过改变催化剂的形貌、晶体结构和孔道大小来实现。
例如，在合成铂催化剂时，通过改变碳^ 模板的大小和形状，可以制备具有不同孔径和形状的铂纳米催化剂。
三、催化剂的制备技术催化剂的制备技术对催化剂性能有着至关重要的影响。
制备方法对催化剂性质的影响
28洁净煤技术 2008年第14卷第4期制备方法对催化剂性质的影响苗 鹏,徐振刚,王乃继(煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院,北京100013)摘要:以活性氧化铝为载体,以硝酸钴为钴源考察了制备方法对催化剂物化性质的影响,采用浸渍法分别用慢速干燥法和快速干燥法制备不同钴含量的Co /A l 2O 3催化剂。
表征结果表明:不同干燥方法制得的F T 合成催化剂的性质具有比较大的差异。
关键词:浸渍法;钴基催化剂;比表面积中图分类号:TQ 426;O 643 36 文献标识码:A 文章编号:1006 6772(2008)04 0028-03收稿日期:2008-05-12作者简介:苗鹏(1983-),男,山东滨州人,2005年8月毕业于山东科技大学,同年进入煤炭科学研究总院攻读硕士学位。
干燥过程对催化剂活性组分的分布有较大的影响。
B .德尔蒙、陈信华等[1,2]认为干燥过程中迁移和活性组分再分布情况,除浸渍操作外,干燥速率对负载型催化剂活性组分分布亦有影响。
当溶液从载体颗粒表面蒸发的速率小于表面张力作用下溶液从颗粒内迁移的速率时,称为慢速干燥。
慢速干燥时,热量从载体颗粒外部传递到其内部,产生一个温度梯度,载体颗粒外表面上或靠近外表面的毛细孔中的溶剂总是先蒸发,随着载体颗粒外部溶剂的蒸发,内部溶质随同溶剂一起向载体颗粒外部迁移,当溶液达到饱和浓度时,溶质开始从载体颗粒外部或颗粒孔口处沉淀出来。
溶剂不断蒸发,溶质迁移不断沉淀,使得载体颗粒表面上活性组分含量高于颗粒内部,引起活性组分分布不均匀。
而快速干燥过程中,溶液蒸发速率大于毛细管内迁移速率,孔内弯月形液面在干燥过程中不断下降,当活性组分浓度达到饱和时,活性组分就会沉积在孔壁或扩散到剩余的溶液中,活性组分形成均匀分布。
1 实验部分浸渍法制备催化剂的过程可以分为浸渍,干燥,焙烧3个部分。
其中,浸渍液的浓度,浸渍时间,以及之后的干燥,焙烧都会对催化剂造成影响。
制取的催化剂浸渍时间均为24h ,不予考虑浸渍时间的影响。
高性能催化剂的制备及性能研究
高性能催化剂的制备及性能研究随着工业技术的不断发展，催化剂在许多领域中扮演着至关重要的角色。
催化剂可以加速化学反应的速度，同时降低反应的活化能，从而提高反应的效率。
其中，高性能催化剂在催化领域中的应用得到了广泛的关注和研究。
本文将介绍高性能催化剂的制备及其性能研究。
一、高性能催化剂的制备方法1、物理方法制备催化剂物理法制备催化剂种类繁多，其中包括溶胶-凝胶法、刻蚀法、合金化学还原法、旋转喷涂法等。
这些方法的共同点是通过对金属物质进行物理化学处理来达到改良催化剂性能的目的。
例如，溶胶-凝胶法是将单质或化合物加入到溶胶中，形成凝胶的过程中进行热处理，从而得到催化剂。
这种方法简单易行，对生产反应物的纯度和制备方式不敏感，并且具有粒度均匀、分散性好的特点。
此外，旋转喷涂法可以制备出具有高抗热性和优异催化性能的纳米级超薄催化剂。
2、化学方法制备催化剂化学法制备催化剂主要包括沉淀法、水热法、溅射法和气相沉积法等。
这些方法通过在化学反应中加入特定的添加剂或反应条件来改变催化剂的晶体结构、形态和组成，从而在催化剂表面形成一定的催化活性位点，进而提高催化剂的催化效率。
水热法是制备纳米催化剂的常见方法之一。
该方法在无机盐溶液中，通过调控反应时间、温度和pH值等因素，可以获得具有高晶形度、高比表面积和优异催化性能的纳米催化剂。
3、生物法制备催化剂生物法制备催化剂是目前较为新的一种制备方式。
该方法以微生物、植物、菌丝体等生物作为生产催化剂的载体，通过生物代谢反应法、单细胞蛋白法等方式制备出微生物蛋白质催化剂。
这种催化剂不仅具有良好的催化活性和特异性，而且其催化过程中对环境的影响小，属于一种可再生的、绿色催化剂。
二、高性能催化剂性能的研究高性能催化剂的性能研究，可以从以下方面进行探讨：1、催化剂活性研究催化剂的活性是衡量其催化效率和催化反应速度的重要指标。
通过对催化剂的化学组成、晶体结构以及催化反应动力学分析，可以刻画催化剂的催化活性。
纳米催化剂的制备与催化性能研究
纳米催化剂的制备与催化性能研究近年来，纳米催化剂在化学领域中引起了广泛的关注。
纳米催化剂具有巨大的比表面积和高的催化活性，因此在环境保护、能源转换、化学合成等领域具有广阔的应用前景。
本文将讨论纳米催化剂的制备方法以及其催化性能的研究。
第一部分：纳米催化剂的制备方法在纳米催化剂的制备过程中，合适的制备方法对于催化性能的影响至关重要。
以下将介绍几种常见的制备方法。
1. 溶液法溶液法是一种常见且简便的纳米催化剂制备方法。
通过溶液中的化学反应，可以得到具有纳米尺寸的颗粒。
例如，通过溶液中的还原反应，可以制备出纳米金属催化剂。
此外，溶剂的选择和反应条件的控制也对催化剂的形貌和尺寸具有重要影响。
2. 真空沉积法真空沉积法是一种采用真空蒸发和沉积技术制备纳米催化剂的方法。
通过在真空环境下使金属材料蒸发并沉积在基底上，可以得到具有纳米结构的催化剂。
这种方法可以控制催化剂的尺寸和形貌，并且还可以通过调控沉积温度和时间来进一步改变催化剂的性能。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种通过化学气相沉积技术制备纳米催化剂的方法。
该方法可以利用金属有机化合物的热解反应，在高温下将金属颗粒沉积在基底上。
通过调节反应温度、气体流量和反应时间等参数，可以控制催化剂颗粒的尺寸和分布。
第二部分：纳米催化剂的催化性能研究纳米催化剂的催化性能是评价其应用性能的重要指标。
以下将介绍几种常见的催化性能研究方法。
1. 催化活性测试催化活性测试是评估催化剂性能的关键实验。
通过在一定条件下采用特定的反应进行测试，可以评价催化剂对于反应物的转化率和选择性。
常见的催化活性测试方法包括气相反应、液相反应和固相反应等。
2. 表征性能测试表征性能测试是评估催化剂物理化学性质的方法。
通过使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段，可以观察催化剂的颗粒形貌和尺寸分布。
此外，X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）等技术还可以用于研究催化剂晶体结构和化学组成。
催化剂的合成与性能评价
催化剂的合成与性能评价催化剂是一类广泛应用于化学工业和环境保护领域的重要材料，具有促进反应速率、降低反应能量等特征，是许多化学反应的关键成分。
催化剂的合成和性能评价是催化研究领域的重要内容，本文将从概念、合成方法、性能评价等多个角度来探讨催化剂这一重要话题。
一、概念催化剂是指能够加速化学反应速率而本身不消耗的一类物质。
催化剂能够提高反应速率是因为它能降低反应所需的能量，即降低反应活化能。
催化剂在反应过程中与反应物发生相互作用，使反应物分子间的键能更易于断裂和形成新的键。
催化剂应用广泛，包括化学合成、石油加工、氧化脱氮、大气污染治理等领域。
二、合成方法催化剂的制备方法包括物理法、化学合成法、生物法等多种方法。
物理法根据物理性质对催化材料进行表面修饰，如还原法、电沉积法、物理淀积等。
化学合成法通常利用化学反应原理，如沉淀法、水热法、溶胶凝胶法等。
生物法则是利用生物学原理来制备催化剂，如酵母菌发酵法、细胞脱水酶法等。
不同制备方法的催化剂性质差别较大，化学合成法制备的催化剂具有较高的活性和选择性，但价格相对较高。
三、性能评价催化剂性能评价是指利用一系列实验检测方法来对催化剂的活性、选择性、稳定性等性能进行评价。
常用的评价方法包括催化剂表面分析、反应动力学分析、标记试剂分析等。
催化剂表面分析是通过表面分析仪来研究催化剂表面的结构、组成、形貌等，包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等。
反应动力学分析是通过测量反应速率随反应条件变化的规律来确定催化剂的反应机理和热力学参数。
标记试剂分析则是利用标记试剂来检测催化剂在反应中的作用。
四、结论催化剂是一类重要的化学材料，广泛应用于化学工业、环境保护等领域。
催化剂的合成和性能评价是催化研究中的重要内容。
催化剂的制备方法包括物理法、化学合成法、生物法等多种方法，不同制备方法的催化剂性质差别较大。
催化剂性能评价则是通过一系列实验检测方法来评价催化剂的活性、选择性、稳定性等性能。
催化剂的设计和合成
催化剂的设计和合成催化剂被广泛应用于许多化学过程中，它们可以加速物质转化，降低反应能垒，并减少反应温度和压力等条件要求。
因此，催化剂的设计和合成是现代化学领域的热门研究方向之一。
催化剂的设计催化剂的设计需要考虑多个因素，包括催化剂对反应物的特异性、活性位点的选择和优化、反应速率和选择性的控制等。
具体而言，催化剂的设计通常包括以下步骤。
1. 确定反应机理在设计催化剂之前，需要了解反应机理并确定反应物与催化剂之间的相互作用。
例如，在烷基化反应中，催化剂需要能够切断碳-氢键，形成碳-碳键，因此需要确定催化剂的活性位点和反应路径。
2. 选择催化剂材料催化剂材料的选择和制备方法对催化剂的活性和选择性具有重要影响。
例如，金属催化剂通常具有较高的活性，而非金属催化剂可以提供更好的选择性。
此外，不同的催化剂合成方法也可以影响催化剂的物理和化学性质。
3. 优化活性位点活性位点是催化剂表面上的一些特殊位置，它们可以与反应物相互作用以加速反应。
优化活性位点的方法包括调节催化剂表面结构和化学性质，以及引入其他辅助催化物质等。
4. 控制反应速率和选择性催化剂的设计还需要考虑反应速率和选择性的控制。
例如，在制备对映选择性催化剂时，需要优化催化剂的结构和反应条件，以实现高产率和高对映选择性。
催化剂的合成催化剂的合成是一项具有挑战性的任务，因为它需要克服许多难以控制的变量。
具体而言，催化剂的合成包括以下步骤。
1. 确定催化剂的活性成分在进行催化剂的合成之前，需要确定催化剂的活性成分和表面结构。
这通常需要利用各种技术手段进行分析，如核磁共振、X射线光电子能谱、场发射扫描电子显微镜等。
2. 选择合适的载体催化剂通常需要由活性成分和载体组成。
载体可以增强催化剂的稳定性和选择性。
选择合适的载体需要考虑载体的化学性质、表面结构和物理性质等因素。
3. 合成和组装活性成分和载体将催化剂的活性成分和载体组合在一起，可以通过物理混合、共沉淀、离子交换和蒸镀等多种方法。
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28洁净煤技术 2008年第14卷第4期制备方法对催化剂性质的影响苗 鹏,徐振刚,王乃继(煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院,北京100013)摘要:以活性氧化铝为载体,以硝酸钴为钴源考察了制备方法对催化剂物化性质的影响,采用浸渍法分别用慢速干燥法和快速干燥法制备不同钴含量的Co /A l 2O 3催化剂。
表征结果表明:不同干燥方法制得的F T 合成催化剂的性质具有比较大的差异。
关键词:浸渍法;钴基催化剂;比表面积中图分类号:TQ 426;O 643 36 文献标识码:A 文章编号:1006 6772(2008)04 0028-03收稿日期:2008-05-12作者简介:苗鹏(1983-),男,山东滨州人,2005年8月毕业于山东科技大学,同年进入煤炭科学研究总院攻读硕士学位。
干燥过程对催化剂活性组分的分布有较大的影响。
B .德尔蒙、陈信华等[1,2]认为干燥过程中迁移和活性组分再分布情况,除浸渍操作外,干燥速率对负载型催化剂活性组分分布亦有影响。
当溶液从载体颗粒表面蒸发的速率小于表面张力作用下溶液从颗粒内迁移的速率时,称为慢速干燥。
慢速干燥时,热量从载体颗粒外部传递到其内部,产生一个温度梯度,载体颗粒外表面上或靠近外表面的毛细孔中的溶剂总是先蒸发,随着载体颗粒外部溶剂的蒸发,内部溶质随同溶剂一起向载体颗粒外部迁移,当溶液达到饱和浓度时,溶质开始从载体颗粒外部或颗粒孔口处沉淀出来。
溶剂不断蒸发,溶质迁移不断沉淀,使得载体颗粒表面上活性组分含量高于颗粒内部,引起活性组分分布不均匀。
而快速干燥过程中,溶液蒸发速率大于毛细管内迁移速率,孔内弯月形液面在干燥过程中不断下降,当活性组分浓度达到饱和时,活性组分就会沉积在孔壁或扩散到剩余的溶液中,活性组分形成均匀分布。
1 实验部分浸渍法制备催化剂的过程可以分为浸渍,干燥,焙烧3个部分。
其中,浸渍液的浓度,浸渍时间,以及之后的干燥,焙烧都会对催化剂造成影响。
制取的催化剂浸渍时间均为24h ,不予考虑浸渍时间的影响。
为了制取不同质量分数的催化剂,配制了不同浓度的硝酸钴浸渍液。
浸渍结束后,一部分采用慢速干燥,在较低温250!灼烧;另一部分采用红外快速干燥,较高温400!灼烧。
然后对制备的催化剂进行表征,研究不同的制备方式对催化剂结构,性质的影响。
将慢速干燥,低温灼烧的制备方式称为方法一,所制备的催化剂称为催化剂∀;快速干燥,高温灼烧的制备方式则称为方法二,所制备的催化剂称为催化剂#。
1 1 表征方法(1)X 射线衍射(XRD )(2)扫描电镜(SE M )(3)透射电镜(TE M )(4)比表面及孔结构测试(5)程序升温还原(TPR )测试1 2 形貌特征虽然催化剂平均孔径较小,制备的催化剂颗粒尺寸也较小,但是扫描电镜中还是能够看到明显的催化剂颗粒。
选取两幅SE M 图片比较,如图1所示。
可以看出,催化剂#颗粒尺寸要小于催化剂∀的颗粒尺寸。
为了更明显的比较两者的区别,将催化剂的TE M 图片对比列于图2中。
显然,催化剂#更趋向于不规则,这应该是由于快速干燥所造成的结晶程度较低造成的。
1 3 晶相特征采用Scherer 公式可计算出2种制备方法下的全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 CA J-CD 规范 执行优秀期刊制备方法对催化剂性质的影响29Co 3O 4晶粒尺寸对比见表1。
可以看出,随负载量的增加,2种制备方式的晶粒尺寸都有所增加;但是催化剂∀的5%Co /A l 2O 3晶粒尺寸要大于其他晶粒尺寸,这是由于浸渍液浓度较低造成载体孔道内可形成的晶核较少,在慢速干燥的过程中晶粒得以充分生长造成的;虽然浸渍液浓度相同,但是由于快速干燥的原因在较少的晶核上面能够结晶的颗粒很少,所以催化剂#5%Co /A l 2O 3的催化剂晶粒尺寸反而是最小的。
由于同样的原因,催化剂∀晶粒尺寸要较催化剂#大得多。
文献[3]指出,焙烧温度的升高会造成催化剂晶粒的增大,但是结合结果看来,显然干燥快慢的效应才是催化剂晶粒尺寸的主要决定因素。
由前面的讨论可以看出,随着负载量的增加,2种方法制备的催化剂样品的变化趋势是相同的,因此,只挑选一组来对比两者之间的区别。
图3为15%Co /A l 2O 3催化剂的XRD 谱图对比。
2种方法制备的催化剂谱图中都出现了明显的Co 2A l O 4的衍射峰,同时还存在A l O (OH )的衍射峰。
观察曲线可以发现,催化剂∀具有更为明显,尖锐的Co 2A l O 4和A l O (OH )的衍射峰。
这是因为慢速干燥影响晶粒大小的同时,也对Co 2A l O 4和A l O (OH )的结晶更为有利。
1 4 比表面积和孔结构性质表2列出的是采用硝酸钴为钴源制备的不同钴含量的氧化态催化剂及载体的比表面及孔结构数据。
从表2中可以看出,催化剂样品的比表面积比载体的比表面积有所减少;负载金属的量发生变化时,比表面积随着负载金属量的增加而有所降低。
30洁净煤技术 2008年第14卷第4期催化剂∀的平均孔径普遍小于催化剂#的平均孔径,甚至比载体的平均孔径要小。
显然对于催化剂∀来说,载体微孔被堵塞的效应不甚明显,反而由于慢速干燥的缘故,溶质迁移现象比较严重,从而造成了活性物质集中在表面引起平均孔径减小。
1 5 还原性能图4是用2种方法制备的Co /A l 2O 3催化剂的H 2-TPR 对比曲线图。
图4 催化剂样品的H 2-TPR 曲线对比比较催化剂∀和催化剂#的TPR 曲线可得出,虽然催化剂∀的起始还原温度较低,并且在362!就到达耗氢最大值(催化剂#为420!),但是高温还原段的峰面积也显然要大于催化剂#,这说明,催化剂∀的制备过程中生成较多难以还原的物质,从前文XRD 谱图对比结果可以得出,催化剂∀中含有难以还原的Co 2A l O 4以及A l O (OH )较多。
同时,催化剂∀的曲线形状更加不规则,峰上面有很多与主峰几乎重合的小峰,这说明该制备方法在载体表面生成了相对较多种的晶形,结晶情况更复杂。
1 6 反应性能制备的Co /A l 2O 3催化剂的费托合成反应性能表征在自行搭建的1L 的浆态床反应装置中进行,溶剂选用十六烷(熔点18 2!,沸点286!),催化剂用纯氢气程序升温至673K 还原后,输送至浆态床反应器中。
反应流出物分别由热阱、冷阱等不同装置收集,不凝气体经湿式流量计计量后放空。
费托合成产品分析系统主要由2台6890N 型气相色谱仪组成表3为催化剂样品经还原后,在温度为230!,压力为2MPa ,H 2/CO 比为2∃1,空速为960h -1反应条件下的合成原料气转化率对比。
显然,随着钴负载量的增加,原料气的转换率也得到明显地提高。
这是由于可利用的钴数量增多,催化活性增加的缘故。
2 结 论从外形上看,催化剂#颗粒尺寸要小于催化剂∀的颗粒尺寸并且更趋向于不规则。
由于在慢速干燥的过程中晶粒得以充分生长的原因,催化剂∀晶粒尺寸要较催化剂#的晶粒尺寸大得多,氧化钴在载体上的分散性能较差,形成的氧化物颗粒较大,使得金属钴的利用率低,不利于催化反应。
因为载体的部分微被堵塞的缘故,样品的平均孔径略有增大,催化剂样品的比表面积比载体的比表面积有所减少;慢速干燥过程的溶质迁移现象比较严重,从而造成了活性物质主要集中在表面,因此催化剂∀的平均孔径普遍小于催化剂#的平均孔径。
XRD 表征结果证明,催化剂∀中含有难以还原的Co 2A l O 4以及A l O (OH )较多,使得金属钴的利用率较低。
比较催化剂∀和催化剂#的TPR 曲线可得出,虽然催化剂∀的起始还原温度较低,并且在较低温度就到达耗氢最大值,但是高温还原段的峰面积也显然要大于催化剂#,这也验证了XRD 的表征结果,催化剂∀的制备过程中生成了较多难以还原的物质。
可以得出,方法二制备的催化剂要优于方法一制备的催化剂。
参考文献:[1] A li S ,Chen ,B .,G oodw i n Jr ,J .G..Z r promo ti ono Co /Si O 2for F ische r T ropsch Synthesi s[J].J .Cata.l ,1995,157:35~41[2] C .G alarraga ,E .Pe l uso ,H.de Lasa .Eggshell cata l y sts forF ischer T ropsch synt hesis M ode ling catalyst i m pregnati on [J].Che m i cal Engineer i ng Journa,l 2001,182:13~20[3] M.莫尔比代利,A.加夫里迪斯.催化剂设计%%%活性组分在颗粒、反应器和膜中的最优分布[M ].北京:化学工业出版社,2004.(下转第93页)全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 CA J-CD 规范 执行优秀期刊3mm 粒度与1mm 粒度留样对电煤检验项目的影响93结果虽然有点系统误差,但2种方法留样结果之差95%都不会超过0 49%,小于不同化验室允许误差0 50%。
(4)灰分在30%~40%试样B 与Cd __=0 153,S d =0 235,t =2 06,查t 值表[2]得t 0 05,9=2 262,t &t 0 05,9,3mm 粒度二分器法与1mm 粒度留样没有显著性差异,测定结果之差的95%置信区间为:d __∋t 0 05,9S d =0 153∋2 262(0 235,即-0 38%~0 68%,说明2种方法留样的结果之差95%都不会超过0 68%,小于不同化验室允许误差0 70%。
5 结 语(1)贵州省发电用煤有些企业在3mm 粒度下留样,制样过程未能严格执行GB474-1996,保留的存查样不具代表性,给供需双方带来质量争议。
(2)对电煤范围内的单一煤种3mm 粒度堆掺法与1mm 粒度留样和3mm 粒度二分器法与1mm 粒度留样运用F 检验法进行数据分析,其方法间精密度无显著性差异。
(3)运用成对对比法对试验煤种在不同方法和不同灰分区间进行t 检验,3mm 粒度二分器法与1mm 粒度留样差值的置信区间小于标准规定的不同化验室再现性,而3mm 粒度堆掺法与1mm 粒度留样有显著性差异,试验结果也说明此方法留样会超过不同化验室的允许误差。
(4)3mm 粒度圆孔筛留样时必须使用3mm 二分器进行缩分,为保证留样不失去代表性,最好每次缩分时用二分器操作3次,为减少制样误差,尽量采用1mm 方孔筛留样,虽然增加制样工作量,但出据的检验结果更准确并能提高存查样各检验指标的合格率。
参考文献:[1] GB474-1996煤样的制备方法[S].[2] 程庆辉.煤炭产运销质量检测验收与选煤技术标准实用手册[M ].北京:北京科海电子出版社,2003.[3] 李英华.煤质分析应用技术指南[M ].北京:中国标准出版社,1999.The 3mm size and the 1mm si ze sa mple to the i nfl uenceof the coal for heat engi neZ HU X iang y ing ,ZOU Ji n ,WU Q i n g(Gu i zou Coal Q ualit y Sup ervise and Insp ection Ins titute ,L iupanshui 553001,Ch i na)Abstract :Through t h e so le coa l experi m ent of the 3mm size and the 1mm size sa m p le in the Guizhou Province elec tric ity coa,l usi n g the F i n specti o n m ethod and the T tes,t expla i n s the 3mm size sa m ple be ab le to have the b i g ger error ,after chang i n g to the 1mm size sa m ple ,t h e c heck rati n g qualified rate disti n ct enhanced .Keywords :electricity coa;l 3mm size ;keep and check sa m ple ;entire standard rate (上接第30页)Infl uence of preparation m ethods on the catalysts propertiesM I A O Peng ,XU Zhen gang ,WANG N ai ji(B eijing Research Instit ute of C oal Che m istry,China C oal R esearch Institute ,B eij i ng 100013,Chi na)Abstract :D ifferent kinds of Co /A l 2O 3catalystsw hich inc l u de different Co contentsw ere prepared v ia i m pregnation and the sl o w or rapid dry i n g m ethod.The results indicated the catalysts prepared by d ifferent dry i n g m ethods have different character i s tic .Keywords :i m pregnation m ethod ;coba lt based cata lys;t specific surface area。