CN107433199A - 一种用于费‑托合成的C‑Si复合物载体的制备方法 - Google Patents

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吴永娟
刘忠文
王晓兰
张勃
王军峰
倪俊超
王福民
李光丽
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
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    • C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
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Abstract

本发明提供一种用于费‑托合成的C‑Si复合物载体的制备方法，包括以下步骤：按一定质量配比称量葡萄糖与SiO2固体，根据SiO2的孔体积将葡萄糖配成溶液，然后将所述SiO2固体快速倒入葡萄糖溶液中，充分振荡，静置，120℃烘干，650℃ N2气氛中焙烧，10％硝酸酸化，得到最终产品碳改性的二氧化硅。本发明的有益效果是制备工艺环保、节能、简易方便。将其用于制备载钴催化剂用于费‑托合成反应，该催化剂的费‑托反应活性及产品收率明显提高。

Description

一种用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，尤其是涉及一种用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法。
背景技术
多孔硅氧化物与费-托活性金属相互作用强，导致费-托活性金属还原度低，费-托合成反应活性及目标产物的产率低。通过简易方法将炭掺入到硅的晶格中，减弱了费-托活性金属与硅之间的相互作用，提高了费-托活性金属还原度，从而提高了费-托合成反应活性及目标产物的产率。
现有炭-硅复合材料制备工艺复杂，比如湿法浸渍，采用葡萄糖和硫酸制备C-Si载体，浸渍时加入高沸点硫酸，在后期干燥及焙烧过程中硫酸很难除掉，一来硫酸滞留在炭硅复合材料上，得固体酸催化剂，二来硫酸腐蚀设备，也会造成环境污染。本发明可通过等体积浸渍简易方法制得炭-硅复合材料，环保节能、简易方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以解决现有技术中存在的诸多问题、环保节能的用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法。
本发明的技术方案是：本发明的用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法，包括以下步骤：按一定质量配比称量葡萄糖与SiO2固体，根据SiO2的孔体积将葡萄糖配成等体积的溶液，然后将所述SiO2固体快速倒入葡萄糖溶液中，充分振荡，静置，120℃烘干，650℃N2气氛中焙烧，10％硝酸酸化，得到最终产品碳改性的二氧化硅。
进一步的，所述葡萄糖与SiO2固体的质量比为0.25∶1-1.25∶1，
更进一步的，所述葡萄糖与SiO2固体的质量比为0.75∶1。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，C-Si复合物载体的制备更加方便；具有操作简单，绿色环保等优点。
附图说明
图1是Co/Q15(a)，0.25C-Q15(b)，0.75C-Q15(c)，1.25C-Q15催化剂的F-T反应活性。
图2是Co/Q15(a)，0.25C-Q15(b)，0.75C-Q15(c)，1.25C-Q15催化剂的F-T合成产物分析。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
按一定质量配比称量葡萄糖与SiO2(市售Q15或自制)固体，根据SiO2(市售Q15或自制)的孔体积将葡萄糖配成溶液。然后事先称量的SiO2(市售Q15或自制)快速成倒入盛有葡萄糖溶液100mL小烧瓶中，充分振荡、静置，使葡萄糖溶液充分渗透到SiO2的孔隙中。→120℃烘干，去除残留的水分→650℃ N2气氛中焙烧4h，使葡萄糖分解形成的炭留在SiO2的孔隙中→10％硝酸浸渍，洗涤，除去焙烧后残存的杂质→最终得C改性SiO2(C-SiO2)。
将10％Co等体积浸渍于C改性SiO2(C-SiO2)上，得Co/C-SiO2催化剂，如果SiO2为市售Q15，则催化剂表示为Co/C-Q15。根据葡萄糖与Q15初始配比的不同，制得Co/0.25C-Q15，Co/0.75C-Q15，Co/1.25C-Q15催化剂，并与Co/Q15做对照。将这四组催化剂用于费-托合成反应。
实验数据
其费-托合成反应活性及C5 +的产率与单纯硅材料相比明显提高。具体数据如下：
如图1所示，由CO转化率随时间变化的曲线图可看出，与Co/Q15相比，炭硅复合物负载钴催化剂TOS＝10h时的F-T反应活性明显高于Co/Q15。随着炭含量的增加，F-T反应活性呈现先增加后减小的趋势。当葡萄糖与Q15的质量配比为0.75∶1时，F-T反应活性最佳(47.2％)。
费-托合成反应操作参数：W/F＝5.0g·h·mol-1，P＝1.0MPa，T＝235℃，TOS＝10h.
如图2的系列催化剂F-T反应结果可知，随着炭含量的增加，炭硅复合物负载钴催化剂对CO2选择性下降、甲烷/C2-C4的选择性增加，C5 +的收率明显增大。当葡萄糖与Q15的质量配比为0.75∶1时，即Co/0.75C-Q15催化剂的F-T活性最高，C5 +的收率最高。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按一定质量配比称量葡萄糖与SiO2固体，根据SiO2的孔体积将葡萄糖配成等体积的溶液，然后将所述SiO2固体快速倒入葡萄糖溶液中，充分振荡，静置，120℃烘干，650℃ N2气氛中焙烧，10％硝酸酸化，得到最终产品碳改性的二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的一种用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法，其特征在于：所述葡萄糖与SiO2固体的质量比为0.25∶1-1.25∶1。
3.根据权利要求2所述的一种用于费-托合成的C-Si复合物载体的制备方法，其特征在于：所述葡萄糖与SiO2固体的质量比为0.75∶1。
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