载体及催化剂的制备载体制备:采用福建省漳浦县的天然铝土矿,用高速粉碎机(LK-400A,浙江温岭市创力药材机械厂)将其粉碎至粉末,称取 200 g 粉末置于 1 000 mL 带聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内, 加入 50..

载体及催化剂的制备载体制备:采用福建省漳浦县的天然铝土矿,用高速粉碎机(LK-400A,浙江温岭市创力药材机械厂)将其粉碎至粉末,称取 200 g 粉末置于 1 000 mL 带聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内, 加入 500 mL 去离子水。 经 170 ℃水热反应 48 h,冷却,过滤,110 ℃干燥 4 h, 冷却至室温后置于马弗炉中,550 ℃焙烧2 h 后,冷却,得到改性后铝土矿,标记为 MB。催化剂制备:采用并流共沉淀法制备 Cu-Fe/MB催化剂。 将一定比例的 Fe(NO3)3·9H2O(国药集团化学试剂有限公司,AR)和 Cu(NO3)2 ·3H2O(天津市福晨试剂厂,AR) 溶解于 250 mL 的去离子水中, 与 0.5mol·L-1 KOH(国药集团化学试剂有限公司,AR)溶液一同缓慢滴加到载体溶液中,载体溶液为 15 g 改性后的铝土矿分散在 300 mL 的去离子水中。 用机械搅拌桨搅拌,反应温度保持在 80 ℃,pH≈10,陈化时间 1 h。 抽滤所得的样品并用去离子水洗涤多次至滤液 pH 值为中性。 将获得的样品于 110 ℃干燥8 h,然后在空气气氛 600 ℃焙烧 2 h。 制备 CuO 含量为 15%,Fe2O3 含量分别为:5%、10%、15%、20%、30%(质量分数,以空白载体为基准)的 CuYFeX/MB 催化剂,其中 Y 为氧化铜含量,X 为氧化铁含量,分别表 示 为 Cu0Fe15/MB、Cu15Fe0/MB、Cu15Fe5/MB、Cu15Fe10/MB、Cu15Fe15/MB、Cu15Fe20/MB、Cu15Fe30/MB ( 其 中Cu0Fe15/MB、Cu15Fe0/MB 分 别 为 单 独 负 载 15%Fe2O3和单独负载 15%CuO 的样品)。

载体及催化剂的表征
采用荷兰 PHILPS Magix pw2424 X-射线荧光元素分析仪(Rh 靶,X 光管最大功率为 2.4 kW)测定改性铝土矿石中各元素的相对含量。采 用 荷 兰 Panalytical 公 司 的 X 射 线 粉 末 衍 射仪测定样品的物相组成,X 射线源为 Co 靶,Kα 入射波长 0.179 0 nm,管流 40 mA,管 压 40 kV,扫 描 步长为 0.02°,扫描速率为 0.60 s/step。X 射 线 光 电 子 能 谱 (XPS) 实 验 在 美 国ThermoScientific ESCALAB 250 型能谱仪上进行, 采用 AlKα 射线为激发源。 以表面污染的 C1s 峰(结合能为284.6 eV)作为内标校正电荷效应带来的样品结合能迁移。采 用 Ominisorp 100cx 气 体 吸 附 孔 径 测 定 仪(Micrometrics 公司) 测定催化剂的比表面积和孔结构:样品(经烘干预处理)用量为 0.10 g,在 120 ℃抽真空预处理 4 h, 以 N2 为吸附质, 在液氮温度下(-196 ℃)测得吸脱附曲线。 依据吸脱附曲线的吸附支采用 BET 法计算比表面积,脱附支采用 BJH 法计算孔体积和孔分布。H2 程 序 升 温 还 原 (H2-TPR) 实 验 在 美 国Micromeritics 公 司 AutoChem2910 型 自 动 吸 附 仪 上进行。 称取 0.1 g 催化剂(20~40 目,420~841 μm),先用高纯氦气在 200 ℃吹扫 1 h。 降至室温,继续吹扫至基线平稳。 然后通入 10% H2-Ar 混合气(流量 30mL·min-1),以 10 ℃从室温升至 800 ℃,尾气经冷阱脱水,耗氢量用 TCD 检测器跟踪记录CO 程 序 升 温 脱 附 (CO-TPD) 实 验 在 美 国Micromeritics 公 司 AutoChem2910 型 自 动 化 学 吸 附仪上进行。以纯 H2 程序升温还原至 300 ℃,恒温 1 h后降至 50 ℃,切换为纯 CO 吹扫 1 h,再用高纯氦气吹扫至基线平稳,在氦气气氛(流量 30 mL·min-1)中进行程序升温脱附, 以 10 ℃·min-1 从室温升至 600℃,TCD 检测记录程序升温脱附谱。

催化剂的评价
催化剂的评价在由北京卫星厂航盾新技术有限公司组装的自动化一氧化碳变换催化剂活性评价装置(CO-CMAT9001)上进行。反应器为内径 12 mm 的不锈钢管,采用程序升温控制反应温度。 催化剂装量 5 mL(20~40 目,420~841 μm)。 原料气组成:10% CO,60% H2,3% CO2,其余为 N2。 活性测试前,用原料气对催化剂进行还原,还原条件为:室温升温至 250 ℃,升温速率为 3 ℃·min-1,在 250 ℃恒温 120 min 后,降温至 200 ℃。 活性测试条件为:常压,空速 3 000 h-1,水蒸气和干气体积比为 1∶1,反应温度范围为 200~400 ℃,升温速率为 3 ℃·min-1,温度间隔 50 ℃,每个测试温度点保持 时 间 为 180 min。 反 应 前 后 CO 含 量 通 过SHIMADZU 公司 GC-8A 气相色谱分析仪检测(色谱柱温温度 100 ℃;色谱柱:5A 碳分子筛;载气:H2;流速:30 mL·min-1)。

[作者:阳泉铝矾土] [日期:22-08-09]
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