K/Zr助剂对Fe基催化剂CO加氢性能的影响

研究了K、Zr助剂对沉淀铁基催化剂在颗粒形貌、晶相组成、还原和碳化的影响，利用X射线粉末衍射、扫描电镜、拉曼光谱、H2-TPR和CO-TPR对催化剂进行了表征，并考察了催化剂对CO加氢制低碳烯烃反应的催化性能。结果表明：K助剂有利于α-Fe2O3生成100～150nm的多面体颗粒，Zr助剂有利于α-Fe2O3颗粒分散生成10～50nm的不规则颗粒，K和Zr助剂协同有利于生成20～30nm的规则球形颗粒；K和Zr助剂使催化剂H2低温还原峰温度分别提高85℃和14℃，同时使CO低温还原/碳化峰温度分别提高68℃和12℃；反应过程中K有助于生成活性Fe5C2物相，使CO转化率提高24.7%，CH4含量降低10.37%，烯烷比提高2.24，而Zr对碳化铁活性物相和FTO反应无显著影响；K和Zr助剂存在显著的协同效应，FTO反应过程中Fe3O4晶粒尺寸由反应前的26.4nm减小至反应后的21.2nm，且晶体趋向于无定形态，CO转化率达到90%以上，产物分布中C2=~C4=达到30.51mol%，烯烷比达到3.59，C2=~C4=收率达到28.65%，且Fe基催化剂具有较高的稳定性