超双疏性微纳复合结构铁基催化剂费托合成性能研究

项目名称： 超双疏性微纳复合结构铁基催化剂费托合成性能研究

项目编号： No.21503256

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 孙甲强

作者单位： 中国科学院山西煤炭化学研究所

项目金额： 21万元

中文摘要： 费托合成过程中，催化剂的物相转变同费托合成反应和水煤气变换反应是一个动态平衡过程。因此，深入研究费托合成过程中铁基催化剂的物相结构对于开发高性能的铁基费托合成催化剂具有重要意义。此外, 费托合成过程中催化剂颗粒表面覆盖着液态碳氢化合物，合成气需经表面的液相产物扩散到催化剂的表面进行反应。因此，费托合成是显著地受到扩散效应影响的反应。本申请将具有特殊浸润性（如超疏水性、超双疏性）的微纳复合结构铁基催化剂应用于费托合成, 通过对催化剂表面浸润性的控制,可以影响费托合成过程中催化剂表面的扩散效应。此外, 还可以通过调控催化剂表面的疏水疏油性质来控制碳化铁的氧化进而调控催化剂的表面物相组成, 提高催化剂的费托合成反应性能。

中文关键词： 超双疏；微纳结构；费托合成；铁基催化剂

英文摘要： It is a dynamic balance process that Fischer-tropsch synthesis reaction, water-gas transformation and the phase change of catalysts. Therefore, the further study of the phase change of iron base catalysts is of great significance for the development of high-performance iron-based catalysts in Fischer-Tropsch synthesis. In addition, Fischer-Tropsch synthesis is a complex gas-liquid-solid multiphase reaction. The surface of the catalyst particles is coated with liquid state hydrocarbon. The syngas need to diffuse through the liquid state hydrocarbon to the surface of the catalyst particles. Fischer-tropsch synthesis is significantly affected by the diffusion effect of reaction. Both the external transfer and intraparticle diffusion deteriorate the intrinic reactivity greatly. It is proposed that Fisher-Tropsch reaction carry out in the micro/nano composite structure catalysts with the special wettability (such as superhydrophobic and superamphiphobic property). It can influence the diffusion effect by the wettability control of the catalysts surface. Furthermore, the superamphiphobic property of the catalyst surface also can restrain the oxidation of iron carbide, thus controlling the phase composition of the catalyst surface and improving the fischer-tropsch synthesis performance of the catalysts.

英文关键词： superamphiphobic;micro/nanostructure;Fischer-Tropsch synthesis;Fe-based catalysts