高新华
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张建利
,
陈宁
,
马清祥
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范素兵
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赵天生
,
椿范立
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61051-8|
低碳烯烃(C2=–C4=)是十分重要的基础化工原料,目前主要采用热裂解或催化裂解石脑油、蜡油等工艺路线生产。近年来,针对全球范围的石油危机及我国富煤贫油这一基本的国情,以煤、天然气(页岩气)和生物质等丰厚的碳资源,经合成气制取低碳烯烃的工艺路线备受关注。其中,合成气经由甲醇或二甲醚间接制取烯烃技术(MTO/MTP)已经工业化；与之相比,费托合成直接生产低碳烯烃(FTO)工艺流程短、投资和操作费用低,具有良好的工业发展前景。目前,费托合成催化剂活性组分的研究主要集中于Fe, Co, Ni和Ru等元素,其中Fe基催化剂具有较高低碳烯烃选择性、较低甲烷选择性和制造廉价等优势,更适合于FTO反应。最近,人们大多聚焦于对负载型铁基催化剂的研究,但传统非负载型铁催化剂由于其制备简单、价格低廉,仍然具有巨大的开发前景。近来,我们组报道了采用微波水热法制备的Zr助剂改性Fe-Zr催化剂应用于CO加氢研究,提高了催化剂的活性,与传统Mn改性铁基催化剂相比, CO2选择性明显降低。目前,已有研究小组对Zn助剂提高铁基催化剂烯烃选择性进行报道,但反应过程中的严重积碳问题却少有研究。我们在Fe-Zr催化剂的基础上,进一步研究了Zn助剂在提高铁基催化剂低碳烯烃选择性、改善产物分布和降低反应过程积碳方面的作用。
我们分别采用微波水热法和浸渍法对铁基催化剂进行了Zn改性,并将其用于费托合成制取低碳烯烃反应。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)技术手段对催化剂的物理和化学性质进行了表征。结果表明,两种方法改性后的铁基催化剂具有高低碳烯烃选择性和稳定性,重质烃(C5+)含量降低,且保持低CO2选择性。此外,采用两种方法Zn改性的铁基催化剂展现出了不同的特性。 XRD结果表明,反应前两种方法制备的样品α-Fe2O3物相晶粒大小均为15–18 nm,反应后浸渍法制备的样品对应物相(ZnFe2O4)晶粒大小约为25 nm、而微波水热法制备的样品约为20 nm,说明微波水热法改性的催化剂有效分散了Fe活性组分； H2-TPR结果显示,两种Zn助剂加入方法对催化剂Fe组分的还原行为有不同程度影响,体现了活性组分间不同的相互作用； XPS结果表明, Zn助剂改变了催化剂Fe活性位的化学性质,在微波水热法制得催化剂的表面Zn含量更低、分散度更高,而Zn助剂的加入对Zr组分没有明显影响。所有催化剂经200 h在线活性测试后,采用传统浸渍法制备的催化剂表面有大量积碳生成；而采用微波水热改性铁基催化剂积碳量明显减少,表现出更高的催化活性与稳定性。
关键词:
Zn助剂
,
铁基催化剂
,
低碳烯烃
,
费托合成
,
微波水热法
冯厚坤
,
张长森
,
张建利
,
冯桢哲
,
周志超
,
宦梦晨
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.05.017
为了提高工业废弃物的综合利用效率,以粉煤灰和城市污泥为主要原料,利用添加造孔剂法制备了多孔陶瓷.利用XRD、SEM表征了陶瓷的晶相和显微结构,并研究了粉煤灰和城市污泥的配比对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度等性能的影响.结果表明,当粉煤灰和城市污泥的配比在1∶1～3∶1之间可制备出性能优良的多孔陶瓷;当配比为3∶2时,可制得显气孔率为41.91％、抗折强度为10.06MPa、体积密度为1.32g/cm3的多孔陶瓷材料.
关键词:
多孔陶瓷
,
粉煤灰
,
城市污泥
冯桢哲
,
吴其胜
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张长森
,
张建利
,
朱宝贵
,
李杨
硅酸盐通报
以镍渣和废玻璃作为主要原料,使用Na2CO3为发泡剂,采用模具装填法来烧制泡沫玻璃.研究了镍渣的掺量、发泡剂掺量、发泡温度和发泡时间对泡沫玻璃的气孔结构和相关力学性能的影响.研究表明:镍渣掺量减少,Na2CO3掺量增加和发泡温度的升高,均会降低泡沫玻璃的体积密度,提高样品的平均气孔直径;镍渣掺量对泡沫玻璃的组成成分和晶体种类没有明显的影响;以20%镍渣和80%玻璃粉为主料,5%~7%Na2CO3为发泡剂,在发泡温度870 ℃下保温60 min,可以制备出气孔率为85.14%,体积密度为0.3715 g/cm3,抗折强度为2.062 MPa,平均气孔直径在3.13 mm的镍渣基泡沫玻璃.
关键词:
泡沫玻璃
,
镍渣
,
废玻璃
,
碳酸钠
张建利
,
张长森
,
冯桢哲
,
朱宝贵
,
李杨
硅酸盐通报
为了减少三乙醇胺的使用成本,提高其助磨和增强效果,用一元有机酸盐化三乙醇胺合成DOGA系列水泥助磨剂.通过分析水泥粉体的比表面积、筛余量、粒度分布以及水泥硬化浆体的抗压强度、TG-DSC,研究DOGA系列水泥助磨剂对水泥性能的影响.结果表明,以三乙醇胺为参比项,DOGA系列水泥助磨剂改善了助磨和增强效果,其中DOGA3的助磨和增强效果最好,在最佳掺量0.05%时,45 μm筛余降低21.1%、比表面积增加了21 m2/kg、3~32 μm增加了2.14%,3 d、28 d抗压强度分别提高了2.1 MPa、4.4 MPa.
关键词:
盐化三乙醇胺
,
助磨剂
,
水泥
,
强度
