刘振新赵晨曦贾高鹏田红美高玉集邢 宇

(郑州轻工业大学 材料与化学工程学院 河南省表界面科学重点实验室,河南 郑州 450002)

煤、天然气、生物质等富碳原料可以加工制备合成气(CO+H2)。费-托合成(Fischer-Tropsch synthesis)是指以合成气为原料,经过催化转化生成优质清洁能源和化工原料的过程,能够有效缓解对石油的依赖以及对环境的污染[1-4]。费-托合成的产物种类广泛,包括各种烃类化合物和其他各类有机含氧化合物,研究中通常以催化剂和反应条件的调控来提高目标产物的选择性[5-7]。

Mn和碱土族元素的氧化物均可作为固体碱改变催化剂的表面碱性。碱土金属由于其电子对供体性质以及其简单氧化物与载体氧化铝类似的某些特性,多用于费-托合成过程中催化剂的简单氧化物型助剂,能够在一定程度上抑制水煤气变换反应活性,加快烃类产物的生成速率[8-9]。Mg元素的施加能够提高催化剂的比表面积,增加催化剂表面碱性,进一步加快活性组分的还原和碳化,同时抑制水煤气变换反应并降低CO2选择性[10-12]。Ca元素的引入能够加速催化剂的碳化,增加催化剂表面碱性,从而抑制CO加氢速率,有效抑制甲烷的生成并提高烯/烷比;但Ca的过多施用会抑制催化剂的还原和碳化[13-15]。将Sr元素加入Fe基催化剂中,能够抑制O在Fe物种中的移动,有利于费-托反应过程中碳化物的生成,从而抑制催化剂的加氢作用,降低甲烷选择性的同时提高重质烃和烯烃的选择性[16-18]。Ba元素能够促进催化剂表面的CO解离吸附,相比于碱土金属Mg、Ca、Sr,催化剂活性有所提高,对于轻质烃的抑制作用更加明显,重质烃和烯烃选择性有所提高[18-20]。……