CN112517034A - 一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂，以葡萄糖作为碳源，硝酸铁为铁源，钾元素为助剂，在高温下经热解和碳化过程形成类石墨烯包裹碳化铁的核壳型结构，原料价格低廉，制备方法简单，得到的催化剂为类石墨烯层包裹Fe3C颗粒的核壳型结构，具有较好的催化剂稳定性，并且催化剂表面活性位附近较强的电子效应使其具有较高的费托合成反应活性和低碳烯烃选择性，在反应100小时后依然保持较高的反应活性，催化剂的形貌结构无明显变化。
Description
技术领域：
本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
我国生物质来源较为广泛，以生物质为原料通过热解得到的生物质基合成气(主要成分为H2和CO)经费托合成反应(Fischer-Tropsch synthesis)一步制得以乙烯、丙烯、丁烯为主的低碳烯烃产物的路线受到了广泛关注。低碳烯烃是重要的能源化工原料，是合成燃料、塑料、橡胶和人造纤维等的重要平台分子，与我们的日常生活息息相关，其产量是衡量一个国家化工行业发展水平的重要指标。费托合成生产低碳烯烃的过程是一个高温、高压的过程，对催化剂的机械强度、催化活性及制备催化剂的成本有着严苛的要求。石墨烯作为一种近年来发展迅速的新兴二维碳材料，因其具有较大的比表面积、sp2杂化的蜂巢状结构以及超高的导电和导热性，在催化剂载体、电极材料、太阳能电池、吸附储能材料等诸多领域具有较为宽阔的发展前景和应用价值。自物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖格夫用机械剥离法得到单层的石墨烯后，因其优异的光、电、热学特性受到了广泛关注。其主要的生产方法为机械剥离法、氧化还原法、气相沉积法等。众多研究表明，铁负载在还原石墨烯的表面上具有较高的低碳烯烃选择性，但是由于石墨烯本身的二维片层结构及对铁纳米颗粒的束缚能力较弱导致其容易发生重构和迁移而活性下降，并且与其他新型碳材料一样，石墨烯的制备流程复杂，成本高昂，限制了其进一步在工业条件下大规模的应用。如何能够在费托合成制备低碳烯烃的反应过程中既利用碳材料如石墨烯等优异的催化性能，又能提升催化剂的稳定性具有重大意义。
发明内容：
本发明的目的是提供一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂及其制备方法和应用，原料价格低廉，制备方法简单，得到的催化剂为类石墨烯层包裹Fe3C颗粒的核壳型结构，具有较好的催化剂稳定性，并且催化剂表面活性位附近较强的电子效应使其具有较高的费托合成反应活性和低碳烯烃选择性，在反应100小时后依然保持较高的反应活性，催化剂的形貌结构无明显变化。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂，以葡萄糖作为碳源，硝酸铁为铁源，钾元素为助剂，在高温下经热解和碳化过程形成类石墨烯包裹碳化铁的核壳型结构；铁的含量为10-40wt％，钾助剂的含量为0.5-5wt％；其制备方法包括以下步骤：
1)将硝酸铁和葡萄糖依次溶解于去离子水中，硝酸铁与葡萄糖的质量比分别为1:5-1:1，加入硝酸钾作为助剂，持续搅拌形成淡黄色溶液并加热到75-85℃将溶剂蒸发，并60℃烘箱中干燥过夜，得到棕黑色粘稠泡沫状物质，即为铁-葡萄糖前驱体；
2)将铁-葡萄糖前驱体在流动的氮气氛围下700-900℃高温煅烧1-3小时得到类石墨烯包裹碳化铁催化剂；采用的升温速率为1℃/min-3℃/min。
步骤1)硝酸铁与葡萄糖的质量比优选为2:5；铁的含量为20wt％。
步骤2)煅烧温度优选为800℃，煅烧时间优选为2小时，升温速率为3℃/min。
葡萄糖替换为果糖、阿拉伯糖、壳聚糖、木糖、山梨醇、甘露醇、糠醛、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、尿素、乙二胺四乙酸、三聚氰胺等碳源中的一种；硝酸铁替换为硫酸铁、氯化铁、柠檬酸铁铵等铁源中的一种；硝酸钾替换为硫酸钾和碳酸钾中的一种。优选为葡萄糖作为碳源、硝酸铁作为铁源、硝酸钾作为钾助剂。
本发明还保护所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂用于合成气制低碳烯烃反应过程的应用，包括以下步骤：
1)将所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂与60-80目石英砂均匀混合，装填至固定床反应器中；将所述催化剂在合成气氛围下350℃常压原位还原12小时；
2)将压力调至1-3MPa，温度调至280-360℃，催化合成气发生费托合成反应制备C2～C4低碳烯烃，合成气气体体积空速为7500-30000ml/gcat -1·h-1。
优选地，反应压力为2MPa，反应温度为320℃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1。合成气中H2和CO的摩尔比为1。
优选地，所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂中钾助剂的含量为0.5-5wt％，最优选为2wt％。
本发明的有益效果如下：
1)制备方法简单易行，原料价格低廉；
2)本发明催化剂在制备过程中具有长碳链结构的葡萄糖在水溶液中逐渐聚集耦合在铁离子周围，在溶剂逐渐蒸发的过程中逐渐发生交联形成粘稠的铁-葡萄糖前驱体，前驱体在惰性气体氛围下高温煅烧的过程中，其中的结晶水逐渐丢失，葡萄糖分子发生碳化并包裹在铁周围，随后在高温下通过外层碳的还原作用和渗碳作用，将中间的氧化铁核缓慢转变为碳化铁，有利于促进催化剂的还原形成费托合成的活性相Fe5C2，具有较好的催化剂活性；外层包裹的碳也逐渐石墨化并变薄，形成类石墨烯包裹碳化铁的核壳型结构，有助于提高催化剂的稳定性，能够避免催化剂还原过程带来的结构重构和剧烈的晶相转变，避免在反应过程中发生活性颗粒的迁移、聚集和长大；
3)本发明所述催化剂外层的类石墨烯碳层除了具有保护作用以外，还修饰了催化剂活性位表面，加强了表面的电子传递效应，其优异的电子传递效应有助于原料合成气分子的吸附和解离；形成的孔道结构能有效调节烃类产物中不同碳数的烯烃和烷烃的分布；掺杂的钾助剂提高了催化剂表面的碱性，能够抑制催化剂过快的加氢活性，促进低碳烯烃的生成，提高了目标产物低碳烯烃的选择性。
总之，原料价格低廉，制备方法简单，得到的催化剂为类石墨烯层包裹Fe3C颗粒的核壳型结构，具有较好的催化剂稳定性，并且催化剂表面活性位附近较强的电子效应使其具有较高的费托合成反应活性和低碳烯烃选择性，在反应100小时后依然保持较高的反应活性，催化剂的形貌结构无明显变化，具有良好的工业化应用前景。
附图说明：
图1是实施例1-6制备的催化剂的XRD图；
图2是实施例1和实施例4制备的催化剂的TEM图；
其中(a)和(b)分别为实施例1所制备催化剂的TEM图和高分辨TEM图；(c)和(d)分别为实施例4所制备催化剂的TEM图和高分辨TEM图，并分别附有颗粒粒径分布图。
图3是实施例4中所制备催化剂2K-Fe3C@C反应100个小时得到的CO转化率和产物分布图。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂的制备及其应用
包括以下步骤：
1、将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入100ml去离子水中，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
2、将装有铁-葡萄糖前驱体的坩埚转移至管式马弗炉中并密封，持续通入高纯氮气，一段时间后，以3℃/min的升温速率从室温升高至800℃，并保持2小时，自然降温后得到的蓬松状样品经充分研磨后即得到所述的催化剂，记为Fe3C@C；其XRD图、TEM图分别参见图1和图2；
3、将步骤2中得到的催化剂0.2g与0.8g石英砂(60-80目)混匀后装填至固定床反应装置中，在H2/CO＝1:1(摩尔比)的合成气氛围下350℃常压原位还原12小时，将压力调至2MPa(表压)，温度调至320℃，催化合成气发生费托合成反应制备低碳烯烃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1。
反应稳定后，将反应得到的产物经接在固定床之后的冷阱分离后，气体直接通入配备有FID和TCD检测器的气相色谱中在线检测分析其组分，分离得到的液体组分(水相和油相)在冷阱中收集后每隔24小时取出液体组分分离水相和油相并称重，其中水相产物中烃类含量极低忽略不计，油相产物过滤后通过离线气相色谱进行分析。色谱检测都是通过标准样标定的外标法进行定量分析，得到的所有产物与原料气的碳平衡保持在95％以上。
实施例2：一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂的制备及其应用
包括以下步骤：
1、将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入97.5ml去离子水中，再加入0.5g/L的KNO3溶液2.5ml，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
2、将装有铁-葡萄糖前驱体的坩埚转移至管式马弗炉中并密封，持续通入高纯氮气，一段时间后，以3℃/min的升温速率从室温升高至800℃，并保持2小时，自然降温后得到的蓬松状样品经充分研磨后即得到所述的催化剂，记为0.5K-Fe3C@C；
3、将步骤2中得到的催化剂0.2g与0.8g石英砂(60-80目)混匀后装填至固定床反应装置中，在H2/CO＝1:1(摩尔比)的合成气氛围下350℃常压原位还原12小时，将压力调至2MPa(表压)，温度调至320℃，催化合成气发生费托合成反应制备低碳烯烃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1。
反应稳定后，将反应得到的产物经接在固定床之后的冷阱分离后，气体直接通入配备有FID和TCD检测器的气相色谱中在线检测分析其组分，分离得到的液体组分(水相和油相)在冷阱中收集后每隔24小时取出液体组分分离水相和油相并称重，其中水相产物中烃类含量极低忽略不计，油相产物过滤后通过离线气相色谱进行分析。色谱检测都是通过标准样标定的外标法进行定量分析，得到的所有产物与原料气的碳平衡保持在95％以上。
实施例3：
参考实施例2，不同之处在于步骤1不同，步骤1为：将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入95ml去离子水中，再加入0.5g/L的KNO3溶液5ml，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
步骤2同实施例2的步骤2，,得到的催化剂，记为1K-Fe3C@C；
步骤3及后续步骤同实施例2。
实施例4：
参考实施例2，不同之处在于步骤1不同，步骤1为：
将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入90ml去离子水中，再加入0.5g/L的KNO3溶液10ml，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
步骤2同实施例2的步骤2，得到的催化剂，记为2K-Fe3C@C；其XRD图、TEM图分别参见图1和图2；
步骤3及后续步骤同实施例2。
实施例5：
参考实施例2，不同之处在于步骤1不同，步骤1为：
将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入85ml去离子水中，再加入0.5g/L的KNO3溶液15ml，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
步骤2同实施例2的步骤2，得到所述的催化剂，记为3K-Fe3C@C；
步骤3及后续步骤同实施例2。
实施例6：
参考实施例2，不同之处在于步骤1不同，步骤1为：
将0.2g硝酸铁和0.5g葡萄糖依次加入75ml去离子水中，再加入0.5g/L的KNO3溶液25ml，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体。
步骤2同实施例2的步骤2，得到所述的催化剂，记为5K-Fe3C@C；
步骤3及后续步骤同实施例2。
对比例1：一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂的制备及其应用
包括以下步骤：
将0.2g硝酸铁和1g葡萄糖依次加入100ml去离子水中，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
将装有铁-葡萄糖前驱体的坩埚转移至管式马弗炉中并密封，持续通入高纯氮气，一段时间后，以3℃/min的升温速率从室温升高至800℃，并保持2小时，自然降温后得到的蓬松状样品经充分研磨后即得到所述的催化剂，记为Fe3C@C(1:5)；
将步骤2中得到的催化剂0.2g与0.8g石英砂(60-80目)混匀后装填至固定床反应装置中，在H2/CO＝1:1(摩尔比)的合成气氛围下350℃常压原位还原12小时，将压力调至2MPa(表压)，温度调至320℃，催化合成气发生费托合成反应制备低碳烯烃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1。
反应稳定后，将反应得到的产物经接在固定床之后的冷阱分离后，气体直接通入配备有FID和TCD检测器的气相色谱中在线检测分析其组分，分离得到的液体组分(水相和油相)在冷阱中收集后每隔24小时取出液体组分分离水相和油相并称重，其中水相产物中烃类含量极低忽略不计，油相产物过滤后通过离线气相色谱进行分析。色谱检测都是通过标准样标定的外标法进行定量分析，得到的所有产物与原料气的碳平衡保持在95％以上。
对比例2：一种类石墨烯包裹碳化铁催化剂的制备及其应用
包括以下步骤：
1.将0.2g硝酸铁和0.2g葡萄糖依次加入100ml去离子水中，搅拌至完全溶解形成淡黄色溶液，转移至80℃水浴中继续搅拌至溶剂缓慢蒸发，形成棕黄色粘稠液体转移至坩埚中，置于60℃烘箱中过夜干燥，得到泡沫状棕黑色铁-葡萄糖前驱体；
2.将装有铁-葡萄糖前驱体的坩埚转移至管式马弗炉中并密封，持续通入高纯氮气，一段时间后，以3℃/min的升温速率从室温升高至800℃，并保持2小时，自然降温后得到的蓬松状样品经充分研磨后即得到所述的催化剂，记为Fe3C@C(1:1)；
3.将步骤2中得到的催化剂0.2g与0.8g石英砂(60-80目)混匀后装填至固定床反应装置中，在H2/CO＝1:1(摩尔比)的合成气氛围下350℃常压原位还原12小时，将压力调至2MPa(表压)，温度调至320℃，催化合成气发生费托合成反应制备低碳烯烃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1。
反应稳定后，将反应得到的产物经接在固定床之后的冷阱分离后，气体直接通入配备有FID和TCD检测器的气相色谱中在线检测分析其组分，分离得到的液体组分(水相和油相)在冷阱中收集后每隔24小时取出液体组分分离水相和油相并称重，其中水相产物中烃类含量极低忽略不计，油相产物过滤后通过离线气相色谱进行分析。色谱检测都是通过标准样标定的外标法进行定量分析，得到的所有产物与原料气的碳平衡保持在95％以上。
表1为实施例1～6和对比例1～2的催化剂反应条件、原料的转化率和低碳烯烃的选择性的对比结果。
表1
分别对比实施例1和对比例1和对比例2的反应结果，可以看出，随着制备铁-葡萄糖前驱体的原料中铁的比例增大，费托合成反应活性随之升高，说明随着单位质量催化剂中铁的含量升高有助于提高整体反应的转化率。比例为1:5和2:5的催化剂上的反应产物分布没有明显区别，而当比例为1:1时，低碳烯烃的选择性迅速下降，而长链烃(C5+)的选择性有明显的增高。通过表征催化剂的形貌结构，发现比例为1:1的Fe3C@C催化剂铁核粒径较大，并且分散度较差，而比例为1:5的Fe3C@C催化剂其碳化铁外部的类石墨烯壳层层数太多，不利于原料气的吸附和产物的脱附，综上，选择硝酸铁和葡萄糖的质量比为2:5的Fe3C@C催化剂进一步研究。传统的铁基负载型催化剂的铁物相主要为氧化铁、四氧化三铁和单质铁，在原位还原过程以及反应初期逐渐发生催化剂活性相的还原、重构及晶相转变，其中的氧原子被H2分子或CO分子带出，来自于CO气体分子中的碳逐渐渗透进入铁晶格中形成活性相碳化铁。而通过所述的类石墨烯包裹碳化铁催化剂的制备过程以及图2(a)和图2(b)中实施例1所制备催化剂的TEM图，可以看出Fe3C@C催化剂的形貌是由若干层类石墨烯碳层包裹碳化铁颗粒的核壳型结构并分散在碳载体上。可以得知，在催化剂高温煅烧期间，葡萄糖逐渐热解为石墨碳，形成催化剂的载体，同时在此过程中，载体碳在高温下逐渐进入铁晶格中，原位形成了碳化铁Fe3C(图1)，随后催化剂在350℃的还原过程中，又逐渐由Fe3C发生晶型转变形成Fe5C2。相比传统铁基负载型催化剂，所述催化剂在制备过程中即形成碳化铁，没有涉及剧烈的晶相重构、氧原子析出和碳原子渗入等过程。避免了催化剂在还原过程中发生的一系列形貌结构的剧烈变化。同时，在催化剂热解过程中形成的类石墨烯碳层包裹在碳化铁颗粒周围，一方面可以避免碳化铁颗粒在载体表面的迁移和聚集造成活性下降，另一方面类石墨烯碳层表面丰富的游离电子能够加强催化剂活性位表面对原料气中CO分子的吸附并促进其解离进入下一步反应。
为了进一步提高费托合成反应产物中低碳烯烃的选择性，通过在催化剂制备过程中添加钾助剂来提高催化剂表面碱性。对比实施例1与实施例2-6，分别为在Fe3C@C催化剂制备过程中添加0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、5wt％的钾助剂。从XRD图(图1)比较可以看出，不同钾助剂的掺杂对形成催化剂的晶型没有明显影响，只是归属于氧化铁的峰强度随钾助剂含量的提高而逐渐降低，说明在催化剂制备过程中，钾的掺杂促进了渗碳作用，加速了氧化铁向碳化铁的转变过程。以实施例4制备的2K-Fe3C@C的微观形貌为例(图2(c)和图2(d))，可以看出催化剂的整体形貌与未掺杂钾的Fe3C@C催化剂没有明显区别，通过统计催化剂粒径分布，可以看出2K-Fe3C@C的平均粒径为29.9nm，低于Fe3C@C的42.7nm。这说明在催化剂制备过程中，钾助剂不仅促进了碳化铁的形成，也抑制了碳化铁颗粒的长大。对比表1中实施例1到实施例6的费托合成反应性能可以看出，随着钾助剂含量的升高，CO转化率先升高后逐渐降低，说明钾助剂的添加有助于提高反应活性，但是随着其含量的进一步提高，反应活性有所降低至基本不变，说明钾助剂带来的副反应(歧化反应：2CO→C+CO2)会生成积碳覆盖活性位，导致活性降低。从费托合成产物的分布可以看出，掺杂钾助剂的催化剂中甲烷、C2-C4烷烃的选择性都有所下降，而低碳烯烃的选择性提高，在实施例4的2K-Fe3C@C上高达41.9％。说明作为碱性助剂，钾掺杂在催化剂中抑制了反应中间体C*过快的加氢反应，从而提高了产物中烯烃的比例。
为了进一步验证类石墨烯壳层对碳化铁颗粒的保护作用，以实施例4中的2K-Fe3C@C催化剂为例进行寿命实验，所得结果如图3。可以看出，经过超过100个小时的反应(320℃、2MPa、15000ml/gcat -1·h-1)，反应活性(CO转化率)没有明显的下降，烃类产物的分布也基本保持不变，说明该催化剂具有较好的稳定性。综上所述，当制备催化剂时硝酸铁与葡萄糖的质量比例为2：5，钾助剂的掺杂量为2wt％，反应条件优选为320℃、2MPa、15000ml/gcat -1·h-1时，有最高的低碳烯烃选择性(41.9％)，并且经过长时间的寿命实验，催化剂的活性没有明显的下降，催化剂的形貌得以保持。
Claims (7)
1.一种类石墨烯包裹碳化铁颗粒的催化剂，其特征在于，该催化剂以葡萄糖作为碳源，硝酸铁为铁源，钾元素为助剂，在高温下经热解和碳化过程形成类石墨烯包裹碳化铁的核壳型结构；铁的含量为10-40wt％，钾助剂的含量为0.5-5wt％；其制备方法包括以下步骤：将硝酸铁和葡萄糖依次溶解于去离子水中，硝酸铁与葡萄糖的质量比分别为1:5-1:1，加入硝酸钾作为助剂，持续搅拌形成淡黄色溶液并加热到75-85℃将溶剂蒸发，并60℃烘箱中干燥过夜，得到棕黑色粘稠泡沫状物质，即为铁-葡萄糖前驱体；将铁-葡萄糖前驱体在流动的氮气氛围下700-900℃高温煅烧1-3小时得到类石墨烯包裹碳化铁催化剂；采用的升温速率为1℃/min-3℃/min。
2.根据权利要求1所述的类石墨烯包裹碳化铁催化剂，其特征在于，步骤1)硝酸铁与葡萄糖的质量比为2:5；铁的含量为20wt％。
3.根据权利要求1或2所述的类石墨烯包裹碳化铁催化剂，其特征在于，步骤2)煅烧温度为800℃，煅烧时间为2小时，升温速率为3℃/min。
4.根据权利要求1或2所述的类石墨烯包裹碳化铁催化剂，其特征在于，葡萄糖替换为果糖、阿拉伯糖、壳聚糖、木糖、山梨醇、甘露醇、糠醛、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、尿素、乙二胺四乙酸、三聚氰胺中的一种；硝酸铁替换为硫酸铁、氯化铁、柠檬酸铁铵中的一种；硝酸钾替换为硫酸钾和碳酸钾中的一种。
5.权利要求1-4中任意一项权利要求所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂的应用，其特征在于，用于合成气制低碳烯烃，包括以下步骤：
1)将所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂与60-80目石英砂均匀混合，装填至固定床反应器中；
将所述催化剂在合成气氛围下350℃常压原位还原12小时；
2)将压力调至1-3MPa，温度调至280-360℃，催化合成气发生费托合成反应制备C2～C4低碳烯烃，合成气气体体积空速为7500-30000ml/gcat -1·h-1。
6.根据权利要求5所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂的应用，其特征在于，反应压力为2MPa，反应温度为320℃，合成气气体体积空速为15000ml/gcat -1·h-1；合成气中H2和CO的摩尔比为1。
7.根据权利要求5所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂的应用，其特征在于，所述类石墨烯包裹碳化铁催化剂中钾助剂的含量2wt％。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113546630A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-26 | 华东理工大学 | 一种石墨基负载型铁基催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113559901A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-10-29 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种硅、稀土改性Fe3C催化剂的制备方法 |
| CN114100649A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 浙江工业大学 | 一种高导热Fe基催化剂及其制备方法和在费托合成反应中的应用 |
| CN116764657A (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-19 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种原位合成的碳球材料及其制备方法与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107413362A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-12-01 | 中南民族大学 | 一种超高活性的费托合成工艺 |
| CN107930643A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-20 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂及其应用 |
-
2019
- 2019-09-18 CN CN201910879943.9A patent/CN112517034A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107413362A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-12-01 | 中南民族大学 | 一种超高活性的费托合成工艺 |
| CN107930643A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-04-20 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种用于合成气制低碳烯烃的催化剂及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ZHIPENG TIAN，ET AL.: "Effect of a potassium promoter on the Fischer–Tropsch synthesis of light olefins over iron carbide catalysts encapsulated in graphene-like carbon", 《 CATAL. SCI. TECHNOL.》 * |
| 王晨光等: "费托合成制低碳烯烃的钾掺杂Fe3C@C催化剂的合成及反应性能", 《第三届能源转化化学与技术研讨会摘要集》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113546630A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-26 | 华东理工大学 | 一种石墨基负载型铁基催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113559901A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-10-29 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种硅、稀土改性Fe3C催化剂的制备方法 |
| CN114100649A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-01 | 浙江工业大学 | 一种高导热Fe基催化剂及其制备方法和在费托合成反应中的应用 |
| CN114100649B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-09-29 | 浙江工业大学 | 一种高导热Fe基催化剂及其制备方法和在费托合成反应中的应用 |
| CN116764657A (zh) * | 2022-03-11 | 2023-09-19 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种原位合成的碳球材料及其制备方法与应用 |
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