铂铁双金属催化剂用于费托合成反应
费托合成铁系催化剂还原工艺优化
费托合成铁系催化剂还原工艺优化马国清（内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司，内蒙古东胜 ０１７０００） 摘 要：催化剂还原是费托合成反应的前期步骤，是整个煤制油的重要环节之一。
本文从生产实践出发，总结了催化剂还原过程工艺指标控制，并根据实际经验对催化剂还原工艺行了优化，最终确定了最优化的还原方案。
关键词：费托合成；催化剂；还原；温度；压力；Ｈ２／ＣＯ 中图分类号：ＴＱ５２９．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１９）０３—００６９—０２ 费托催化剂出厂时为氧化态固体颗粒，不具备反应活性，使用前必须经过化学处理，即催化剂还原。
催化剂还原是在氢气作用下将氧化态的铁系催化剂转变成具有反应活性的还原态铁系催化剂的过程，该过程是费托合成反应的前期步骤，还原效果好坏直接影响费托合成反应，是整个煤制油的重要环节之一。
＋内蒙古伊泰伊泰化工有限责任公司自２０１７年７月开车至今，还原系统共还原催化剂共计１００余次，共还原催化剂１０００余吨，根据生产的实际情况，费托催化剂还原方案也经过了多次修改。
１ 催化剂还原关键指标控制１．１ 还原温度催化剂升温过程是催化剂活化过程，严格按照升温曲线对催化剂进行升温，有利于催化剂活性激发。
起始加料阶段，升温要求不高，１２０℃之前可以升温较快，一般１５－２０℃／ｈ。
催化剂起活性一般在２２３－２２５℃左右，此时通过分析尾气可明显看出甲烷成分明显增多。
２２５℃之后直至恒温，由于有放热反应，升温速度需减缓以稳定操作不至飞温，一般控制在５℃／ｈ，还原最高（恒温）温度为２５５℃。
１．２ 入塔气氢碳比及尾气氢碳比调节入塔气氢碳比主要目的是调节还原气氛，把握原则是２００℃以下纯氢气气氛，反应阶段及恒温阶段氢碳比气氛为８０－１００（实验室要求）。
还原反应器入塔气Ｈ２／ＣＯ通过自调手段，历次还原过程能严格控制氢碳比，稳定还原过程还原气氛。
尾气的Ｈ２／ＣＯ取决于还原过程催化剂反应程度，尾气的Ｈ２／ＣＯ在反应后恒温阶段能达到１０００～２０００的范围。
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展金属催化合成是一种强有力的有机合成方法，已被广泛应用于有机合成的各个领域。
铂族金属催化剂是一类重要的金属催化剂，由于其优异的催化效果和广泛的适用范围，在有机合成反应中受到了广泛的关注和研究。
本文将介绍铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展。
一、铂族金属催化剂的分类铂族金属催化剂包括铂、钯、铑、钌、铱等五种金属催化剂。
其中，钯催化剂是使用最广泛的一类，其次是铑、铂、钌和铱。
二、铂族金属催化剂的合成铂族金属催化剂的合成方法多种多样，一般分为以下几类：1. 先进的催化剂合成方法先进催化剂合成方法包括单分散自支撑的纳米催化剂以及均一化学物质合成的催化剂。
这种方法可以制备出高效、选择性高的催化剂。
2. 特殊合成法特殊合成法包括共沉淀法、微波合成法、热分解法、光化学合成法等。
三、铂族金属催化剂在有机合成反应中的应用铂族金属催化剂广泛应用于质子化反应、碳碳键的形成反应、还原和氧化反应、氢化反应、异构化反应、选定的有机合成反应等众多领域。
1. 质子化反应铂族金属催化剂可以在加氢作用下，促进烯烃的质子化反应，使其形成烷基化产物。
这种方法既可以用于众多化学反应如18-烷化反应、构建手性中心等的化学反应。
这种反应可以通过手性配体的引入来使反应产生相应的手性产物，具有巨大的应用潜力。
2. 碳碳键的形成反应铂族金属催化剂可以促进碳碳键形成反应，形成碳-碳键。
例如，钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂等都可以作为碳碳键形成反应的催化剂，可以用于寻找新的有机反应途径。
3. 还原和氧化反应钯催化剂和铂催化剂在还原和氧化反应中有重要的应用。
例如，钯催化还原已被广泛用于苯环和噻吩环上的卤素化合物的还原，铂催化氧化已被广泛用于醇和酚的氧化。
4. 氢化反应铂族金属催化剂还被广泛用于氢化反应，铱催化剂和钯催化剂在炔烃和叠氮化合物的氢化反应中使用最广泛。
5. 异构化反应钌催化剂则在苯环和噻吩环上的的氢化反应中适用最广，称为酰胺烯异构化反应。
小“催”札记（四十六）：铂族金属的催化反应（脱氢）
小“催”札记（四十六）：铂族金属的催化反应（脱氢）一、概要1、催化剂以铂族金属为催化剂的脱氢反应广泛用于有机合成，一般需在高温下进行，但在氧气、硝基苯等氢的接受体存在时，也可以在缓和条件下进行。
在此使用的催化剂以Pd为主，其性能受金属和载体的影响，也与制法有关。
具有加氢活性的催化剂也有脱氢的活性，为防止副反应发生，可以使用部分中毒的方法。
在碱性溶液中，还原氯化钯制备的Pd/炭粉催化剂可用于间歇式反应，同样方法制备的粒状或块状催化剂可用于连续反应。
Pt有时也用作脱氢的催化剂，例如在Pt/Al2O3上添加少许Na得到的稳定催化剂可用于氢萘脱氢。
Rh不用作脱氢，但可用于交换反应。
均相催化剂在脱氢反应中使用较少，但与Pd/C催化剂比较，选择性更好。
例如，在10%Pd/C催化剂存在时，9,10-二氢蒽脱氢会生成50%的1,2,3,4-四氢蒽，但若以RhCl3(Ph3As)3，RuCl2(Ph3P)3为催化剂时则得到定量收率的蒽。
2、实验概要在间歇式反应中，可以使用溶剂，也可不使用溶剂，不论哪一种情况，反应物都需和催化剂混合后进行回流。
生成的氢气量可用通入二氧化碳在碱性溶液中洗涤排气的方法来测定。
还有，必须馏出反应中生成的水，以防溅射。
多数脱氢反应在气相中进行，例如，在2%Pt/碳粒上，在340-385 o C，环己醇和环己酮混合物脱氢生成苯酚，不生成苯和环己烯等。
在320 o C，在Ru/C催化剂上环己醇脱氢生成环己酮。
二、芳构化1、碳环化合物复杂的芳烃，如吡拉辛（II）的合成可如下进行：4.55克I和200毫克10%Pd/C混合，在氮气流中，在300-320 o C维持90分钟，II的收率为67%。
5%的Rh/Al2O3催化剂与I和无水苯一起封在管中，在290 o C加热18小时，II的收率为81%。
0.3克III和0.2克10%Pd/C混合，放在20毫升异丙基苯甲烷中煮沸，定量地生成IV。
按上述方法，V脱氢得到高收率的1,1’-联异喹啉（VI），在此场合需通入氮气。
水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝基芳烃
水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝
基芳烃
水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝基芳烃是一种有用
的技术，可以将硝基芳烃还原为脱硝基的芳烃。
它可以应用于人们日
常生活中，如食物、制药、农业等多个领域。
水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝基芳烃的基本工艺
是在铂-铈双金属催化剂的存在下，将过氧化氢反应物和还原剂肼，加
入到目标物质中，并在微波炉条件下进行水合还原反应。
在此过程中，肼可以作为水合还原剂，铂和铈双金属催化剂可以促进反应的进行，
而微波辐射可以加速反应，使反应时间明显缩短。
此外，水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝基芳烃还可
以在低温、低压条件下进行，具有较快的反应速度和较高的还原效率，并且能保证很高的产品纯度，因此优势十分明显。
同时，当反应中还
有其他有害物质时，此技术还可以在反应过程中，针对有害物质进行
有效的去除，从而有效地保护环境。
总之，水相微波辅助的铂-铈双金属催化水合肼还原硝基芳烃的技
术具有较快速度、较高还原效率、低温低压、保护环境等优势，可以
应用于多个领域，是一种非常有价值的技术。
费托合成联产高碳醇高分散负载型cu-fe双金属纳米催化剂的可控制备及反应机理
费托合成联产高碳醇高分散负载型cu-fe双金属纳米催化剂的
可控制备及反应机理
费托合成是一种重要的工业化学反应，用于将碳气化产物转化为高碳醇燃料。
然而，传统的费托合成催化剂存在一些问题，如活性低、选择性差和催化剂寿命短等。
为了改善传统催化剂的性能，研究人员开始开发高分散负载型双金属纳米催化剂。
这些催化剂以纳米尺度的金属颗粒为基础，通过合理的负载方法将其固定在载体上。
其中，Cu-Fe双金属
纳米催化剂受到广泛关注，因为Cu和Fe都是费托合成反应
中常用的催化剂。
可控制备高分散负载型Cu-Fe双金属纳米催化剂是实现其优异性能的关键。
首先，需要选择合适的负载材料，并通过适当的方法将Cu和Fe离子负载在载体上。
常用的载体材料包括氧
化物、炭材料和纳米碳管等。
其次，需要控制负载过程中的温度、时间和溶剂等参数，以确保金属颗粒的高度分散性。
最后，通过适当的还原处理，将离子还原为金属颗粒。
Cu-Fe双金属纳米催化剂的反应机理尚不完全清楚，但已有一
些研究取得了进展。
一种可能的机理是，Cu和Fe之间存在协
同效应，Cu提供了活性位点来吸附和激活气体分子，而Fe则
参与生成反应中间体和产物。
另外，还有研究表明，Cu和Fe
的相互作用可以调控费托合成反应的选择性，提高所需产物的选择性。
总的来说，可控制备高分散负载型Cu-Fe双金属纳米催化剂是
一种潜在的费托合成催化剂，它可以提高反应的活性和选择性。
然而，仍然需要进一步研究来深入理解其制备过程和反应机理，并进一步优化其性能。
Fe-Co／SiO2双金属催化剂上费托合成反应的研究
第６ 期
马向东等 ：ｅ ｏ Ｓ ２ Ｆ． ／ ｉ 双金属催化剂上 费托合成反应的研 究 Ｃ Ｏ
１ ５
Ｆ —ｏ ＳＯ 双金属催化 剂上费 托合 成反 应的研 究 ｅＣ ／ｉ２
马向东 ， 海 孙启文２应卫 勇Ｈ ， 曹发 ， ， 房鼎业
（． １ 华东理工大学化工学院， 上海 ２０３ ； ． ０２７２ 上海兖矿能源科技研发有限公 司， 上海 ２ １０ ） ０２ ３
实验 在连 续流 动 的等温 积 分反应 器 （ １ ２× ６ ０ ｍ） ５ｍ 中进行 ， 验流程见图 １ 。原 料气 经净化、 质量 流 量 计 计 量 后 进 入 反 应 器 。热 阱 温 度 为 １０ 冷阱 ０ ９ ℃， ℃。从冷阱中流出的尾气计量后进入
的 Ｇ ０ Ｃ气相色谱仪分析 ，Ｉ ￣ ０ ＦＤ检测 ； 油相和蜡相 天平称量后 ， Ｄ ｘｉ３０ 用 ｅｓ 色谱柱分离 Ｃ ～Ｃ５ ， ｌ０ ５ ３ 烃
等研究 了铁钴催化剂的分散度 、 制备方法、 还原温度
和 焙烧温度对催化剂活性的影响。本文采用浸渍
以二氧化硅 为载体制备 了 ９ ３ ｅ ．Ｃ ／ ￣２ ．Ｆ８ ８ ｏＳ 催 ｏ 气和煤层气制得。铁和钴是费托合成传统使用 的催 法 ， 考察 了温 度、 力 和空 速对催 化剂性 能 的影 压 化剂 。和钴基催化剂相 比， 铁基催化剂费托合成产 化剂 ， 物中烯烃多 ， 甲烷 的选择性低 ， 反应温度和压力 高 ； 钻基催化剂则相反 ， 产物中重质烃较多 ， 甲烷 的选择 性高， 反应温度和压力低［ 。当铁钴 同时作为催化 １ ］ 剂的活性组分时， 催化剂 的性能并不是以铁、 钻单独 作为催化剂活性组分性能的简单相加ｌ 。 ｉ－ 。Ｌ［ Ｊ ４ １
关键词 ：－ ＦＴ合成 ； 铁钴双 金属 催化剂 ； 烃 重质
铂族金属催化剂的合成与应用
铂族金属催化剂的合成与应用近年来，随着环境污染和能源危机的逐渐加剧，人们对于新能源和清洁能源的需求越来越迫切。
而铂族金属催化剂作为一种高效、可再生的催化剂材料，正逐渐成为解决这一问题的重要方案之一。
1. 铂族金属催化剂的合成铂族金属是指铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）和鲁斯特姆（Os）等六种金属元素。
这些金属元素的催化性能出色，对于氢气产生、电化学反应等方面有着重要应用。
在合成上，铂族金属催化剂主要有三种合成方法：传统的固相合成、溶液合成和拓扑合成。
其中传统的固相合成主要是通过高温、高压条件下的物理合成和化学合成来制备；溶液合成则是通过将金属溶解于溶剂中，并进行还原反应来合成；拓扑合成则是通过将金属导入到多孔材料中，从而形成高活性的金属催化剂。
而对于单金属催化剂的合成，通常采用化学气相沉积、溶胶凝胶法、电化学沉积等。
2. 铂族金属催化剂的应用铂族金属催化剂在能源领域、环境保护领域、医药领域等方面都有着广泛的应用。
能源领域是铂族金属催化剂最为重要的应用领域之一。
在燃料电池中，铂族催化剂能够提高氢气电极和氧气电极的反应效率，从而提高燃料电池的输出功率。
此外，铂族金属催化剂还能够用于电解水制氢、光催化和光电催化等方面。
在环境保护领域，铂族金属催化剂有着重要的应用前景。
例如，钯催化剂能够高效地催化有机废水中的有害物质降解，减少对环境的污染。
而铑催化剂则可以用于有机废气中有机物的催化氧化。
此外，在医药领域，铂族金属催化剂也有着广泛的应用。
例如，铂催化剂是一种重要的抗肿瘤药物，在癌症治疗中有着重要作用。
铑催化剂则有着抗病毒和抗菌的作用，可以用于药物的合成和研发。
3. 铂族金属催化剂的挑战与展望尽管铂族金属催化剂在各个领域都有着重要应用，但是其合成和应用还面临着一些挑战。
首先，铂族金属的成本较高，限制了其在大规模应用中的推广。
其次，铂族金属催化剂在长时间使用后往往会失去催化活性，需要进行修复或更换，增加了使用成本。
费托反应催化剂的制备-表征与评价
Fe—Co费托合成催化剂的制备，表征与评价摘要Fe—Co催化剂经常用共沉淀法来制备，可用来通过CO的氢化合成低碳烯烃。
但是催化剂的活性和产物的选择性会随着不同的制备条件和反应条件发生变化，比如Fe/Co组分比，制备催化剂时的pH值和温度，费托合成反应的操作温度计压力，以及助剂和助剂负载量等。
该文章主要研究了在固定床微反应器中Fe/Co组分比，制备催化剂时的pH值和温度，费托合成反应的操作温度计压力，以及助剂和助剂负载量等变量对催化剂活性和乙烯、丙烯选择性的影响，反应过程中催化剂相结构的变化。
最后发现Fe/Co组分比为3/1，SiO2 wt.%为载体时CO转化率和低碳烯烃选择性较好。
这些不同变量的催化剂的表征是用X射线衍射（XRD），热重分析（TGA），插式扫描量热法（DSC），扫描电子显微镜（SEM），N2等温吸附脱附如BET 和BJH 来完成的。
前言费托合成(Fischer-Tropsch synthesis，简称“F一T合成”或“费托合成”)是指以CO和H2为原料在催化剂作用下生产碳数分布较宽的烷烃和烯烃等产物的化学反应，并可副产醇、醛、酮、酸和酷等有机含氧化合物。
费托合成产物经进一步提质加工可得到优质液体燃料、高级蜡及其他化学品等化工产品。
在费托合成中最关键的是催化剂，催化剂不同产品的组成和选择性就不同。
通过某种催化剂合成高选择性的低碳烯烃是我们的合成目标之一。
Fe-Mn或Co-Mn催化剂是目前研究的比较多的催化剂，研究发现Fe-Mn催化剂对C2-C4高选择性是因为有Fe-Mn尖晶石氧化物的存在，但是在反应过程中由于碳化物的形成，催化剂的寿命比较短。
有研究发现Co在费托合成反应中制备低碳烯烃时的渗碳现象要小于Fe。
因为受尖晶石的保护，没有被碳包围的金属相是生成C2-C4中必须的活性组分。
后来发现，Fe和Co组合形成的合金催化剂对费托合成反应合成气的转化率和产物选择性有较好的影响。
这种合金催化剂的催化性能比单个的Co或Fe组成的催化剂的性能要好。
金属催化剂及其相关催化过程
金属催化剂及其相关催化过程金属催化剂是一类广泛应用于化学反应中的催化剂，通过调变反应物和产物之间的能垒，加速反应速率。
金属催化剂以金属元素或以金属为主要成分的化合物为催化剂的主体。
以下将介绍几个常见的金属催化剂及其相关催化过程。
1.贵金属催化剂贵金属催化剂是指铂、钯、铑、钌等贵金属及其合金催化剂。
这些催化剂活性高、选择性好、稳定性强。
铂催化剂在氢气氧化反应中具有重要的应用。
贵金属催化剂常用于有机合成中的氢化反应、加氢反应、氧化反应等催化过程。
2.过渡金属催化剂过渡金属催化剂主要指镍、铁、铜等过渡金属及其化合物。
这些过渡金属具有良好的催化活性和选择性，常用于有机合成中的氢化反应、偶联反应、氧化反应等催化过程。
例如，铁催化剂在氧气存在下可以促进苯的氢化反应，催化剂中的过渡金属镍可以催化合成氢化物。
3.锂催化剂过渡金属锂及其化合物作为锂催化剂，其催化活性高，常用于电化学反应中。
锂催化剂在锂氧电池中起到催化氧还原反应的作用，提高电池的能量密度和循环寿命。
此外，锂催化剂还可以应用于有机合成中的碳-碳键和碳-氮键偶联反应。
4.铁催化剂铁催化剂是近年来受到广泛关注的一类催化剂，其优势在于价格低廉、丰富资源、环境友好。
铁催化剂常用于有机合成中的氢化反应、还原反应、碳-碳键形成反应等。
其催化活性和选择性可以通过配体的选择和反应条件的调控来进行优化。
金属催化剂的催化过程主要包括吸附、表面反应和解吸三个步骤。
首先，反应物的吸附在催化剂表面，吸附过程可以通过电子转移或键的共享来实现。
吸附后，反应物在催化剂表面进行表面反应，活化反应物，产生过渡态中间体，从而形成产物。
最后，产物通过解吸或反应物再次吸附来离开催化剂表面。
综上所述，金属催化剂是一类重要的催化剂，在化学反应中起到促进反应速率和增强反应选择性的作用。
贵金属催化剂、过渡金属催化剂、锂催化剂和铁催化剂是常见的金属催化剂。
金属催化剂的催化过程包括吸附、表面反应和解吸三个步骤，其催化活性和选择性可以通过调控多种因素进行优化。
铂系双金属PtM,M：Fe,Co,Ni纳米催化材料的化学可控合成及性能表征
as
the
most promising solution.In particular,the addition of non-precious transition metals such as Fe,Co,Ni to the Pt lattices is expected to significantly improve their catalytic
carbon
monoxide poisoning especially for room temperature operations.Accordingly,
the development of highly efficient Pt—based alloy
nanocatalysts
has emerged
山东大学 硕士学位论文 铂系双金属(Pt/M,M:Fe,Co,Ni)纳米催化材料的化学可控 合成及性能表征 姓名:原霞 申请学位级别:硕士 专业:纳米材料化学 指导教师:丁轶 20090514
山东大学硕士学位论文
中文摘要
由于Pt及其合金优良的物理化学特性,使其在催化,磁存储,纳米器械,
及生物技术等领域得到了广泛的应用,成为近年来的研究热点.其中,铂及其合
本研究利用溶剂热合成法成功制备了粒径分布窄的单分散CoPt,FePt及NiPt
合金纳米粒子,通过透射电子显微镜(TEM),X.射线衍射(XRD),高分辨透射电
镜(瞰TEM),能量分散X.射线分析(EDS),电子衍射(SAED)和电化学
工作站等分别对粒子的形态,晶体结构和电催化性能进行了表征.论文的主要工 作包括以下方面: (1)本研究通过简单的化学方法一步制备了CoPt纳米花状合金,所合成的纳
particularly in the proton-exchange membrane fuel
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铂铁双金属催化剂用于费托合成反应
2016-07-26 14:05来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
铂催化剂还原样品的TEM和EDS元素分析费托(F-T)合成反应作为间接生产液体燃料的关键合成技术, 在油价持续波动上升的情况下, 又重新引起研究者的关注. 铁基催化剂因价格低廉且具有水煤气变换活性高, 能使用低H2/CO 摩尔比煤基合成气的特点, 而成为开发的重点. SiO2等氧化物常作为催化剂载体来增加表面积、提高催化剂强度及抑制Fe活性相烧结. 为提高铁基催化剂的活性与稳定性, 在催化剂制备过程中, Fe在氧化硅载体表面的分布至关重要. 研究显示, 当Fe基催化剂的载体表面颗粒粒径细小、均一且分布均匀时可以获得良好的催化活性. 另外, 在催化剂中掺杂贵金属助剂Pt的研究颇为广泛. 尤其针对钴基F-T催化剂, 大量研究结果表明, Pt可以增强金属颗粒在氧化硅载体表面的分散性, 在Pt表面增加H溢流,减少催化过程的积炭从而提高催化剂的稳定性及活性. 在Fe基
体系中, 有研究表明Pt的引入有利于Fe2O3的还原及增加催化剂比表面积.但目前传统的制备方法, 双金属Pt、Fe在载体上只能随机分布, 且粒径分布较广, 如何使负载的贵金属Pt能够与Fe 紧密结合, 提高Pt的效率, 合成高度分散, 粒径均一的双金属F-T催化剂, 是目前催化剂研究过程的主要难题之一.Regalbuto等利用强静电吸附法分别在碳、硅载体上合成具有高分散的, 粒径均一的单金属颗粒.
南京工业大学化学与化工学院陈晓荣等人利用强静电吸附(SEA)理论, 根据Fe2O3与SiO2表面不同的零电荷点(PZC), 将铂盐溶液pH值调控后浸渍在Fe2O3/SiO2的载体上, 制备出
Pt/Fe双金属Fischer-Tropsch(F-T)催化剂, 通过N2吸脱附技术、X射线衍射(XRD)、扫描投射电镜(STEM)和X射线能量散射谱(EDS)对催化剂的结构、形貌及组成进行表征. 结果表明浸渍过程中PtCl62-离子定向选择性地吸附在Fe2O3表面, 而非SiO2表面. 与传统浸渍(IW)法制备的催化剂比较, Pt与Fe紧密结合在一起, 还原后形成高度分散均一的纳米颗粒, 粒径尺寸在2 nm左右. 以F-T合成反应作为模型反应对催化活性进行表征, 强静电吸附法合成的催化剂表现出优异的催化性能, 反应进行150 h后CO转化率仍保持在51%以上.。