《介微多級孔結構的構建及其在選擇性 F-T合成中的套用》是依託中國礦業大學，由王月倫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：介微多級孔結構的構建及其在選擇性 F-T合成中的套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王月倫
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
費托合成技術對於我國煤炭資源的最佳化利用和能源產品結構的調整有著重大的社會經濟效益。如何高選擇性地獲得餾分油產品是改進費托合成技術的重要方向之一。而這一技術的突破重點在於催化劑的調控與設計。本項目旨在設計合成具有新穎結構的介微多級孔材料，改善功能催化劑的傳質性能，調控鈷活性中心的分布，研究其孔結構對CO加氫高選擇性合成中間餾分油的影響。揭示CO加氫反應過程中控制規律和產物分布的調控機理，從而獲得高效、穩定的催化材料。該研究不僅是構建高效新型催化材料的一條嶄新途徑，也是對介微多級孔材料新領域套用的探索發展，可為我國緩解石油供需矛盾、增加能源供應提供科學依據和技術支持，同時還可促進化工、材料和能源等學科的交叉，有著重要的學術意義。
結題摘要
本項目採用雙模板法和後處理法構建了兩種類型的介微多級孔結構，研究了分子篩製備過程中的影響因素諸如模板劑的種類及用量，矽鋁比的大小，鹼濃度等，旨在調變其孔結構及酸性，製備鈷基催化劑套用於選擇性費托合成以獲得中間餾分油為目標，開展了高性能多級孔催化材料的製備研究。著力研究了費托合成催化劑結構控制與構效關係，解決降低反應過程中甲烷選擇性和產物碳數分布調控等關鍵問題。 研究結果表明：隨著CTAB/TEOS增加，ZSM-5的結晶度下降，介孔孔徑增大。介孔模板劑CTAB與矽源TEOS為一定比例時，製備的鈷催化劑CO的轉化率最大，C5-18的選擇性最大。隨著Si/Al比增加，ZSM-5晶形趨於完美，CO的轉化率增加，汽油組分（C5-11）選擇性增加，柴油組分（C12-18）的選擇性降低。隨著介孔模板劑P123的用量增加，複合分子篩的介孔孔徑逐漸增大。長鏈烴選擇性有所增加，但由於催化劑具有一定的酸性，其產物仍然以中間餾分段為主。矽鋁比越高鹼處理脫矽越明顯，產生的介孔越多。且矽鋁比越高越容易與Co形成難還原物質。矽鋁比為80時得到的分子篩性能較好，表現出加高的中間餾分有選擇性，汽油產量較高。鹼濃度的增加只能增加介孔的量，不能增大介孔的孔徑。介孔的產生有利於提高FT合成的轉化率。介孔增多有利於提高大分子烴類的選擇性。當鹼濃度達到一定程度後產生大量無定型組分，不利於Co的負載，導致FT合成的轉化率和大分子烴類的選擇性降低。不同鹼處理時鹼性越強越容易產生介孔。兩種方法製備的複合分子篩負載鈷表現出不同的FT反應性能，採用兩種模板劑一步合成的載體，微孔只存在晶核中，由介孔結構包覆，獨特的孔道結構表現出較高的轉化率，產物偏向大分子烴類，柴油組分（C12-C18）選擇性很高。鹼處理後分子篩的介孔、微孔相互交叉，在降低擴散限制的同時又增加了反應物接觸活性中心的可能，更適合提高汽油組分（C5-C11）的選擇性。
