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Zn助剂对铁基催化剂费托合成制低碳烯烃性能的影响

高新华 , 张建利 , 陈宁 , 马清祥 , 范素兵 , 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

X射线荧光分析技术在冶金分析中的应用

高新华 , 丁志强

钢铁

介绍了用于冶金原辅材料分析的通用软件"宽范围氧化物精确测定定量分析程序"(WRO)和专用于各类合金准确定量分析的NiFeCo通用软件;适用于取制样条件较差,难以获得大块样品的生产现场的"钢削XRF直接测定"的定量分析方法。针对新材料解剖和现场条件较差,难获得大量标样的情况,还介绍了"SemIQ"和"IQ+"两种无标定量分析软件在冶金分析中的应用。

关键词: XRF X射线光谱分析 表观浓度 两点法校准

XRF光谱法测定混合稀土中15个稀土分量

张淑英 , 卜赛斌 , 崔凤辉 , 高新华

冶金分析 doi:10.3969/j.issn.1000-7571.2000.05.008

用15个稀土元素纯氧化物为标准参考物,以Li2B4O7为熔剂制成熔融片,根据“表观浓度”理论建立了一种简易的混合稀土无标定量分析方法.用不含分析元素的14个稀土元素熔片及试剂空白片为零点,以100%含量或其它含量的分析元素熔片为高含量点,建立校准曲线,用De Jongh模式计算理论α系数,用回归法计算谱线重叠校正系数,以校正共存元素的吸收-增强效应和谱线重叠影响.用若干试样考察了该方法的适用范围和分析结果的准确度,试验表明,所得的分析结果能满足定量分析的要求.

关键词: XRF , 混合稀土

铝合金用水性无铬防腐底漆的研制

高新华 , 王丹 , 王华进 , 姜清淮 , 赵薇

涂料工业

针对铝合金2024-T3防腐蚀问题,通过合成自乳化环氧固化剂,采用无铬防腐颜料,开发出一款水性无铬防腐底漆.讨论了影响漆膜性能的各种因素,并与国外同类产品进行了对比实验.结果表明:本研究制备的产品在性能上超过了进口水性环氧底漆,可作为目前含Cr6+水性环氧底漆的替代品.

关键词: 水性环氧 , 底漆 , 铝合金 , 无铬

现代X射线荧光光谱仪的进展

谢荣厚 , 高新华 , 盛伟志 , 丁志强

冶金分析 doi:10.3969/j.issn.1000-7571.1999.01.012

近年来X射线荧光光谱分析有了长足的进步,特别在数据处理以及其关键部件,如X射线管、晶体等方面.分析检出限已达ng级,成为现代分析技术的一种重要手段.

关键词:

航母设计选材及腐蚀控制需求

朱英富 , 孙九霄 , 杨雄辉 , 高新华

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2014.07.02

航母作为人类有史以来最大的军事装备,是一项复杂的巨系统工程,使用的材料种类繁多,工作环境复杂。针对航母使用的苛刻环境条件,介绍了航母用材的通用选材原则,并且对船体结构材料、管路及附件材料的特殊选材要求分别进行了阐述。介绍了航母用材的腐蚀特点:一是腐蚀环境多样,防护要求高,防腐设计难度大;二是系统组成复杂,设备数量多,腐蚀故障影响大;三是舱室结构复杂,施工空间小,防腐修理难度大。针对腐蚀特点提出了航母用材的腐蚀控制需求,从腐蚀控制技术体系、腐蚀控制手段、材料防腐蚀性能3个方面阐述了航母用材的不足和差距,并针对性地提出了航母用材腐蚀控制的建议和对策。

关键词: 航母 , 设计 , 选材 , 腐蚀控制

压载舱用低温固化无溶剂环氧重防腐涂料的研制

康思波 , 高新华 , 丁锐 , 李明春 , 桂泰江

涂料工业

本研究通过多乙烯多胺与丙烯酸酯类进行迈克尔加成反应,合成了一种环氧低温固化促进剂.以缩水甘油醚环氧树脂/双酚A环氧树脂为基体树脂,以改性脂环胺为固化剂,添加适量的固化促进剂,筛选合适的颜填料并对其改性,研制了一种压载舱用低温固化无溶剂环氧涂料,并对该涂料的性能进行了检测.考察了不同固化剂体系对涂料低温固化及其性能的影响,结果表明:该涂料具有良好的低温固化速度和优异的柔韧性、耐阴极剥离及耐盐雾腐蚀性.

关键词: 压载舱涂料 , 无溶剂 , 环氧树脂 , 低温固化

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