聚乙二醇介质中纳米铁基催化剂上的费托合成

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1、饪让掘2O10ChineseJournalofCatasisVlo1．31No．5文章编号：0253—9837(201o)05—0579—07Dol：103724／SPJ10882Ol09l040研究论文：579～585聚乙二醇介质中纳米铁基催化剂上的费托合成程晓凡，吴宝山，相宏伟，李永旺中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，山西太原030001中国科学院研究生院，北京100049摘要：采用化学还原法在纯水中制备了纳米铁基催化剂，将其直接分散到液态聚乙二醇(PEG)中进行费托合成(FTS)反应．透射电子显微镜、x射线衍射、穆斯堡尔谱和x射

2、线光电了能谱等结果表明，还原态催化剂粒径在30-65nm，要由无定形的Fe—B和c【一Fe组成，其中B部分电子向Fe转移．反应过程中，无定形的Fe—B首先快速转变为Ⅱ一Fe，而【I—Fe很容易发生碳化或氧化，最终转变为Fe3O和碳化铁．PEG能有效抑制纳米粒予的聚集长大，反后催化剂粒径减小为20-55nm．在3．0MPa，H2)／CO)=2和200。C的反应条件下，该催化剂表现出优异的FTS低温活性和较高的稳定性，反应后产物和催化体系很容易实现分离．关键词：纳米铁基催化剂；无定形铁硼合金；铁；铁碳化合物；聚乙_二醇；费托合成中图分类号：O643文献标

3、识码：APolyethyleneGlycol--PhaseFischer--TropschSynthesisoveranIron-BasedNanocatalystCHENGXiaofan一，WUBaoshan，，XIANGHongwei，LIYongwangStateKeyLaboratoryofCoalConversion，InstituteofCoalChemistry,ChineseAcademyofSciences，Ta@uan030001，Shanxi,ChinaGraduateUniversityofChineseAcademyofSc

4、iences，Bering100049，ChinaAbstract：Aniron—basednanocatalystforFischer-Tropschsynthesis(FTS)waspreparedbythechemicalreductionmethodinpurewater．TheFTSperformanceoftheresultingcatalystwastesteddirectlyinaliquidpolyethyleneglycol(PEG)phase．Transmissionelectronmi·croscopy,X—ravdifrac

5、tion，MOssbauerspectroscopy，andX—rayphotoelectronspectroscopyresultsindicatedthatthereducedcatalystwasmain1vamixtureofamorphousFe—Bandq—Fewithparticlesizeintherangeof30-65nm，andBtendedtotransferitselectronspartlytoFe．DuringFTSreaction．theamorphousFe—BfirstconvertedtocL—Fefollowe

6、dbycarbonizationoroxidationtoformFe304andironcarbides．PEGcouldsignificantlyinhibitnanoparticlesfromcongregation，andtheparticlesizedecreasedto20—55nmafterreaction．Underthereac—tionconditionsof3．0MPa，H2)／CO)=2，and200。C，thecatalystexhibitedexcellentFTSactivityandstability．Afterrea

7、ction，theprod—uctandcatalystcanbeeasilyseparated．KevWords：iron-basednanocatalyst；iron—boronamorphousalloy；iron；ironcarbide；polyethyleneglycol；Fischer-Tropschsynthesis费托合成(FTS)技术可将煤、天然气和生物质种新型催化材料，应用于许多化学反应中l6J．但纳等资源转化为优质清洁的液体燃料和化学品，因而米粒子易聚集，因而限制了它在催化领域的广泛应历来受到世界各国的重视[卜引．传统的催化技术

8、在能用．传统的改性方法是将纳米粒子固载于氧化物J、源领域取得了较大成功，但受限于固载催化剂的二活性炭tl01