水煤气位移(WGS)反应是一种重要的去除一氧化碳的反应,其催化剂的研究已经进行了30多年。研究表明,贵金属可以提高WGS催化剂的活性,但这些金属的价格令人担忧。这就是为什么在水煤气变换反应中需要贵金属催化剂的原因。
QGA系统
使用k / co的各种预补充条件检查活动试验3.O.4..Q质量(型号QGA; Hiden Analytical Ltd.)用于进行测量。应注意,如果k / co3.O.4.不预还原,就不会显示任何活动。要么H2或co + h2用来进行预减少。k / co3.O.4.用合成气预先降低的催化剂(CO + H.2)表现出高稳定的WGS活动。但是,k / co3.O.4.预先减少h2没有显示出高WGS活动水平。此外,需要提到k / co3.O.4.由合成气减少(CO + H.2)对CO的选择性很高2和H2(超过99%),并且在温度编程氧化装置的检测极限下发生碳沉积。
图1。各种负载k催化剂的催化活性
接下来,研究了钾加载量对WGS催化活性的影响。除了0.78wt%k / co3.O.4.、0.20wt%、3.93wt%和5.89wt%K/Co3.O.4.还制备了催化剂,并在相同条件下进行了活性试验(使用合成气进行预还原)。0.20 wt % K / Co3.O.4.在所有样本中表现出最少的活动。显然,存在钾的装载量的阈值,但加载量增加至3.93wt%,增强了约65%(0.78wt%k)至> 80%的CO转化。但是,5.89wt%k / co的活动3.O.4.比3.93wt%K/Co3.O.4.导致该结论是,该催化剂钾的最佳加载量表现出高WGS活性为0.78-3.93wt%k。
x射线衍射测量
分析载体经CO、H还原后的结构2,公司+ H2,进行XRD测量。所有峰都归因于H后的CO金属2还原,但有几个峰显示CO2在CO或CO+H后观察到C2减少。此外,CO减少后的光谱包括一些归因于COO的峰。因此,得出结论是2有一个非常强大的减少财产。初始活动的低初始活动是由CO预减少的3.93wt%k / co引起的3.O.4.因此,合成气预处理比CO预处理更有利。在不进行预还原的K/CoO条件下,对CoO是否具有WGS活性进行了活化试验,发现CoO完全没有活性。考虑到这些结果,可以看出CO2C是进行WGS反应的重要活性物种。
研究了EXAFS测量,以更清楚地了解Co的精细结构。使用的参考样品是Co箔。Co箔上最明显的峰显示Co-Co键在0.2 nm附近。0.78wt%K/Co出现了相同的峰3.O.4.以及3.93wt%k / co3.O.4..然而,峰值较强,因为k的装载量减少。这种趋势与CO的XPS Spectra中所示的结果相同2P.3..随着K负载量的降低,块状组织也还原为Co金属,硬质合金的形成变得困难。
结论
综上所述,本文研究了一种不含贵金属的co体系催化剂对水煤气位移(WGS)反应的活性。而K /公司3.O.4.催化剂在没有预处理的情况下表现出没有WGS活性,它在用合成气预减少200分钟后表现出高稳定的活性。钾加载在减少气氛中稳定催化剂的结构,并具有电子赋予电子效应。通过装载钾抑制了金属Co的共氧化物的过量减少。
图2。使用Q质量分析图像
项目摘要:
靖关根身上
应用化学
Waseda大学,
3-4-1,Okubo,Shinjuku,
东京169-8555日本
纸张参考
T. Majima, E. Kono, S. Ogo, Y. Sekine(2016)“预还原和K负载对无贵金属系统催化剂的水煤气转移反应的影响”,应用催化A:总论523,92-96
这些信息已经从Hiden Analytical提供的材料中获得,审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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