【文献精读】金属有机框架介导的高活性和稳定的费托催化剂合成

摘要

        原油资源的枯竭和对环境的关注推动了全世界对商品化学品生产的替代工艺的研究。费托合成是一种从非石油来源的合成气中灵活生产关键化学品的工艺。铁基催化剂比目前广泛使用的钴基催化剂更受欢迎,但防止其因烧结、碳沉积和相变而快速失活的制造方法仍颇具挑战性。在这里,我们提出了一种生产嵌入多孔碳基质中的高度分散的碳化铁的策略。当使用金属有机框架作为催化剂前体时,在保持活性碳化铁相的最佳分散性的同时,实现了非常高的铁负荷(>40 wt%)。在获得的固体中,独特密闭空间铁分布以及大铁颗粒的缺乏,使催化剂的失活率降到最低,从而获得高活性和稳定的运行。

引言

        石油资源的日益枯竭,激发了全世界对寻找重要石化燃料替代原料的关注。费托合成(FTS)是一种异质催化聚合反应(heterogeneous catalysed polymerization reaction),其中来自天然气、煤或生物质的合成气(一氧化碳和氢气的混合物)被转化为广泛的碳氢链。钴、钌、铁和镍在FTS中都很活跃,但只有铁和钴在工业上使用。由于钴基FTS催化剂对长链碳氢化合物具有较高的内在活性,因此,钴基FTS催化剂仍然是气变液过程中的首选催化剂。然而,与钴基催化剂相比,铁基催化剂具有一些优越的特性,特别是对于来自煤炭或生物质的合成气,即:(i) 与Co相比,价格便宜,可广泛使用;(ii) 在典型的FTS条件下,在水煤气变换反应中很活跃,可以就地重新调整H2/CO摩尔比,以转化来自煤或生物质的贫氢合成气[Abello ́, S.ChemSusChem 4, 1538–1556 (2011).];(iii) 在高温FTS下,Fe基催化剂的产物分布更倾向于短链(不饱和)碳氢化合物和短链含氧化合物,两者都是最重要的化学构成要素之一。

         设计铁基FTS催化剂的主要挑战在于克服由于烧结、碳沉积和铁相变化(在活化和/或FTS操作过程中,黑格碳化物(Hagg carbide)相互转化为铁氧化物和/或非活性碳化物)造成的高失活率。在FTS条件下,块状铁催化剂显示出较差的机械稳定性,并且由于碳沉积或氧化铁和碳化铁相之间的密度差异而容易破碎。催化剂碎裂导致细粉的形成,从而导致反应器的操作问题,如压力下降和/或结垢。尽量减少碳沉积物成核(nucleation )的策略是降低a-Fe2O3晶体前体的尺寸。SiO2、ZnO、TiO2和g-Al2O3经常作为结构促进剂(structural promoters )添加进去,以增加铁的分散性和/或作为间隔物(spacers)使用。这些载体的主要缺点是会形成混合氧化物,而且这些氧化物很难被还原,因此对FTS没有活性(即铁硅酸盐、钛酸盐等)[1)Kang. Fuel Processing Technol. 91, 399–403 (2010).;2)Barrault, J. React. Kinet. Catal. Lett. 15, 153–158 (1980).;3)Park. J. Mol. Catal. A Chem. 323, 84–90 (2010).]

黑格碳化物:正式名称是χ-碳化物(读作“卡”,卡方分布的那个χ),我查了半天才知道是机械工程里的一个名词来着,高碳钢中形成的片状马氏体,是回火过程中形成的一种过渡碳化物。】

        活性碳、碳纳米纤维(CNF)、碳纳米管(CNT)、碳球和玻璃碳等形式的碳载体都可以作为铁基FTS催化剂的载体[1) Sun, B. ChemCatChem 4, 1498–1511 (2012). ;2) Torres Galvis. J. Am. Chem. Soc. 134, 16207–16215 (2012).]。这些材料的主要优点是它们的化学惰性、高比表面积、可调整的孔隙结构和表面化学性质。一般来说,碳支持的催化剂是在一个多步骤的过程中制备的:(i) 有机前体的碳化(ii) 碳产品的物理或化学活化(iii) 通过初始湿法浸渍(IWI,incipient wetness impregnation)[Torres Galvis. J. Am. Chem. Soc. 134, 16207–16215 (2012).; 2) Kang. Catal. Lett. 125, 264–270 (2008).]、离子交换[Yun, H. Appl. Catal. 68, 97–116 (1991).] 或化学气相沉积[Guczi, L.Appl. Catal. A Gen. 186, 375–394 (1999).] 沉积活性成分(iv) 热处理包括煅烧和/或还原以形成金属纳米颗粒。这个过程通常是不连续的,而且在高温步骤中,活性相的分布经常受到影响,特别是当目标是高负荷时。另一种方法是将分散在不同聚合物中的铁直接碳化,通常会形成粒径分布很广的铁纳米颗粒[1) SajithaCarbon N. Y. 42, 2815–2820 (2004).;2) Bystrzejewski. Nanotechnology 22, 315606 (2011).;3) Maleki, A. Catal. Commun. 53, 67–71 (2014).]

        这些年,金属有机框架(MOFs)由于其独特的结构、原子金属分散性和纹理特性,已经成为合成纳米材料很有前景的前体。例如,通过使用MOF-5作为模板和糠醇(FA,furfuryl alcohol)作为额外的碳源,多孔碳已被合成为超级电容器的电极材料[Liu, B. Carbon N. Y. 48, 456–463 (2010).],而Fe2O3/TiO2纳米复合材料由MIL-101(Fe)合成,用于光催化水分离[deKrafft. Adv. Mater. 24, 2014–2018 (2012).]。在此,我们报告了一种简单的、可调整的和可扩展的MOF介导的合成(MOFMS)策略,用于在多孔碳基质中制备分外分散的铁纳米颗粒。所得的固体显示出杰出的FTS性能,具有高活性和稳定性。

实验结果

合成和表征

        铁基MOF Basolite F300被用来作为制备不同催化剂的模板。Basolite F300 (Fe(BTC), C9H3FeO6; BTC =1,3,5-苯三羧酸盐)由Fe的三价阳离子的氧化中心三聚体(oxo-centred trimers)组成,由三聚物阴离子(trimesate anions)连接[Horcajada. Chem. Comm. 2820–2822 (2007).]。含铁量最高的催化剂是通过直接热解Basolite F300制备的。为了调整铁与碳的比例,在合成对照的催化剂样品时,使用了FA(furfuryl alcohol)作为额外的碳前体(图1a)。在后一种情况下,首先用IWI将一定量的FA溶解在甲醇中浸渍Basolite F300。随后,在353和423 K下,在N2气氛下,分别对FA进行了14小时和6小时的聚合。所有样品的碳化是在773 K下进行的,在N2气氛下进行8小时。处理后,在室温(RT)下,用N2中2.5%(v/v)的O2对材料进行钝化,2小时后,通过改变IWI步骤中使用的FA量来调整最终的Fe负载。合成的催化剂被命名为 “Z-Fe@C”,Z代表催化剂中的铁含量(wt%)。

IWI:初湿含浸法,其实就是预浸渍,先往载体里面滴溶剂看能吸多少,然后算算需要浸渍多少,烘干了再往里面浸渍就行。还给整个这么唬人的名词出来,这人写论文一点也不接地气,成天整些名词轰炸,好孩子不要学。】

 

       Fe@C的铁负载在25-38 wt%之间(表1补充图1)。这些样品的纹理特性是通过在77K下的N2吸附来评估的,并在表1补充图2中进行了总结。Basolite F-300的热解产生了一种介孔材料,其表面积为130 m2 g-1。在中压(P/P0约为0.4)下,吸附和解吸分支之间的滞后(H3型)表明存在着尺寸分布非常宽的介孔腔体。相反,用额外的碳源合成的样品是微孔(microporous)的,BET比表面积从320到350 m2 g-1。

P/P0:物理吸附法测孔结构时,所给出相对压力P/P0(即吸附质压力P与其饱和蒸气压P0之比)。

BET比表面积:是BET比表面积测试法的简称,该方法由于是依据著名的BET理论为基础而得名。BET是三位科学家(Brunauer、Emmett和Teller)的首字母缩写。比表面积是颗粒所有能够接触空气的表面积之和,是外部表面积和内部孔的表面积之和,单位是m2/g;粒径指颗粒的大小,单位一般用长度单位或目数表示。比表面积在多孔物质上尤为重要,因为同样粒径大小的颗粒可能因为孔结构的不同而拥有不同的比表面积。国际上通用的比表面积测试方法就是氮气吸附BET法。】

       对合成的催化剂进行的透射电子显微镜显示,无论铁的装载量如何,铁纳米颗粒都高度分散在多孔碳基质中(图1补充图3)。根据这些分析,不同催化剂的平均粒径在2.5至3.6纳米之间。观察到的活性相分散度(高达39%),据我们所知在以往的文献中从未报道过这种高负载的催化剂。此外,X射线光电子能谱(XPS)显示,尽管有高的铁负载和良好的分散性,但只有6-9 wt%的铁位于颗粒的外表面,证实了铁相在碳基体中的封装(encapsulation)

        在碳化过程中应用了原位穆斯堡尔光谱,以深入了解MOF前体热解后形成的铁物种的化学性质(图2a表2)。MOF前体的光谱显示,在八面体(octahedral)环境中存在100%的高自旋Fe3+(100% high-spin Fe3 +),与文献数据一致[Horcajada. Chem. Comm. 2820–2822 (2007).]。碳化后,这些物种进一步转化为碳化铁(26%的FeCx)和浮氏体(Wustite)(76%的FeO,表2)。

【1)穆斯堡尔谱:是根据穆斯堡尔效应由穆斯堡尔谱仪测得的一种γ射线吸收谱。它与红外吸收光谱(IR)类似,不过激发的电磁波源却是波长极短的γ射线(大约10-10 m)。穆斯堡尔效应涉及到原子核的性质,包括核的能级结构以及核所处的化学环境,据此可以应用穆斯堡尔谱来对原子的价态化学键的离子性和配位数晶体结构电子密度和磁性质等进行研究。

2)浮氏体:又称方铁矿,含氧量变动在23.16%~ 25.60%的非化学计量的氧化亚铁相,其化学式为FeO或FexO,等轴晶系,黑色。】

        为了检查还原性和暴露于合成气后可能形成更多的FTS活性碳化物物种,在FTS期间在现场进行了额外的穆斯堡尔实验(图2a表2)。样品在673 K下暴露于H2后,大部分的铁原子(76%)还原为金属Fe0,光谱中仍有一些FexC和Fe2+结构。将样品在613 K的FTS反应条件(H2/CO=1)下暴露5小时,将86%的铁原子转化为活性黑格碳化物,χ-Fe5C2物种。我们推测,剩余的FexC结构可能来源于最初的碳化过程,或者对应于非常小的超顺磁黑格碳化物(super-paramagnetic Hagg carbide)物种。这些结果表明,铁纳米颗粒具有高度的可及性,几乎所有的金属在基体中都可以被利用来进行催化。

       穆斯堡尔光谱实验的观察结果得到了原位X射线吸收光谱(XAS)研究的支持。模拟Basolite F-300的光谱得到的参数列于表3,与MIL-100(Fe)[Horcajada. Chem. Comm. 2820–2822 (2007).]的X射线数据细化推断的参数密切相关。Fe@C的光谱与Basolite F-300有明显的不同。对热解固体的X射线吸收近边光谱分析显示,Basolite的Fe3+中心还原为Fe2+(图2b)。此外,扩展的X射线吸收精细结构(EXAFS)的模拟结果是Fe-O的键长接近于在浮氏体中的键长(表3[Jette. J. Chem. Phys. 1, 29–36 (1933).]。此外,有一个2.12 Å的键长,是一个Fe-C有关的新散射体(scatterers),而在更远的距离上出现了Fe-Fe的键。根据拟合参数和穆斯堡尔数据,我们得出结论,Fe@C由浮氏体和铁碳化物的混合物组成。用H2还原Fe@C催化剂(表2补充图4),使Fe-Fe的配位数增加到2.53 Å,这与金属铁的形成相一致[Swanson. Vol. I, Data for 54 Inorganic Substances (National Bureau of Standards, 1953).]。将还原后的样品暴露在FTS条件下,会略微降低Fe-Fe在2.53 Å左右的贡献(contribution),同时导致长距离铁散射体的大幅增加。这些结果进一步表明,在合成气条件下,还原后形成的Fe0会进一步转化为碳化物相。然而,人们应该注意到在原位穆斯堡尔谱和XAS光谱中使用的H2浓度的不同。后者的低浓度降低了Fe@C转化为Fe0的程度。

        Fe@C中的铁的电子特性也通过XPS和以CO为探针分子的漫反射红外光谱进行了评估。这些实验是在钝化的样品上进行的,在补充图5和6中进行了总结。

        Fe@C的表面氧功能是通过 O 1s 核级光谱( the O1s core level spectra )研究的(补充图7)。可以确定三种不同类型的表面氧物种:530.1-531.1 eV的能带是Fe3O4的特征,而更高的能带分别对应于表面氧基的存在,即C=O和COO。这些结果表明,FA负载大大增加了多孔碳表面的氧基团的相对数量。例如,在25-Fe@C上,含氧基团的相对百分比约为78%,而在31-Fe@C上则下降到68%。

核级谱Core level spectroscopy能够表征出很多原子的特征信息,经常用来鉴定材料成分和结构特征。这些内容涉及到xps的工作原理,但是这其中的跃迁能量受到太多因素的影响(比如原子排列、键结构变化、电荷干扰等都会影响原子周围的化学环境)。这些因素导致科学家们很难直接从谱图上面去解释材料在纳米尺度的结构细节。所以做学术的倾向于,通过构建不同的结构然后计算出谱图,然后再和实验谱图对应的方式去研究问题。这种方式在进行未知物结构分析方面有着很普遍的应用。很多的NMR、FTIR谱图的解释归属也通过类似的手段进行。不属于实验的内容,属于计算的内容。】

催化结果

        在613K、20bar、H2/CO=1和气体时空速度(GHSV, gas hourly space velocity)为30,000 h-1(基于催化剂床层体积的时空速度)的FTS反应中测试了Fe@C催化剂。由于钾对铁基FTS催化剂的促进作用,即提高活性和烯烃与烷烃(这里的烷烃指 paraffin,即石蜡烃)的比率,作者还合成了一系列其他碱促进的样品。

        图3a显示了未促进的Fe@C催化剂的CO转化率的时间变化。与制备方法无关,所有的材料都显示出非常高的转化率,在90小时后,转化率在72-77%之间。在应用的工艺条件下,由于添加了FA,发现的主要差异是在催化剂的活化期(activation period)。含铁量最高的样品(38和31-Fe@C)在流态(on stream)30小时后显示出稳态操作( steady-state operation),而用更多的FA合成的催化剂显示出更长的诱导期。我们将这些结果归因于轻微的扩散限制(diffusion limitations),这是由于其更多的微孔性质影响了当地的H2/CO比率。

        尽管激活时间较长,但所有四种催化剂在流转90小时后的产品选择性是相似的(补充图8)。此外,没有观察到失活现象。Fe@C的产品光谱没有偏离Anderson-Schulz-Flory分布,其中链增长概率从0.40(对于38-Fe@C)到0.44(对于27-Fe@C),取决于Fe负载(表4)。因此,甲烷的选择性分别从15.8%到14.0%不等。对烯烃(C2-C5)的选择性在14.6-15.5%之间(补充表1)。

Anderson-Schulz-Flory分布:安德森-舒尔茨-弗洛里分布是指费托合成的产物分布规律。遵循公式:Wn/n=((1-α)^2) *(α^(n-1)),其中:Wn 是产物的质量分数;Mn 是产物的摩尔分数;n 是产物含碳个数;α 是产物的生长因子。

        比如合成气制低链烷烃的反应,包括两个关键步骤:1)CO加氢;2)C-C偶联。传统催化剂(Co,Fe, Ru等)之所以无法高选择性地得到低链烷烃(C2-C4),其主要原因在于CO加氢生成的CHx在该催化剂表面无法选择性的进行C-C偶联,因而得到了比较宽的产物分布(Anderson–Schulz–Flory distribution),最高产率限制在58%。】

        表4总结了Fe@C样品的初始催化活性,以铁的时间产量(FTY;每克铁每秒转化 CO为碳氢化合物的mol数)和表观转化频率(TOF,turnover frequencies)来表示。此外,表4中还包括了来自文献的其他Fe-催化剂的相关数据,这些催化剂含有不同的Fe负载,并支持在碳纳米纤维[Torres Galvis. J. Am. Chem. Soc. 134, 16207–16215 (2012).](”X-Fe/CNF”,X:Fe负载)和氧化碳纳米管[Schulte. ChemCatChem 4, 350–355 (2012). ](”20-Fe/O-CNT”)。与X-Fe/CNT相比,由MOFMS途径制备的催化剂显示出更高的FTY。例如,27-Fe@C的活性是1-Fe/CNF的三倍,比20-Fe/CNF的活性几乎高出两个数量级。这种明显的差异与暴露在合成气中的不同碳化程度有关。此外,封装的碳基体似乎可以避免活性碳化物相在反应条件下的氧化[de Smit. J. Am. Chem. Soc. 132, 14928–14941 (2010).]。莫斯鲍尔光谱显示,通过MOFMS方法制备的催化剂在铁和碳之间有密切的接触,有利于形成χ-Fe5C2,这是众所周知的FTS过程中最活跃的相。在接触合成气5小时后,38-Fe@C中大约86%的铁原子转化为χ-Fe5C2,而对于Fe/CNT来说,这只有10-20%。20-Fe/O-CNT和Fe@C的FTY处于相同的数量级。然而,前者显示出很低的稳定性,在50小时内停用66%。

转换频率(Turnover frequency,TOF):即单位时间内单个活性位点的转化数,TOF值衡量的是一个催化剂催化反应的速率,表示的是催化剂的本征活性(intrinsic activity)。】

       这种稳定性差的情况,通常在具有较大铁颗粒的系统中观察到,通常与铁相的连续结构(continuous structural)和化学转化(chemical transformations)有关,也与催化剂表面的碳沉积物成核(the nucleation of carbon deposits)有关[Torres Galvis.  ACS Catal. 3, 2130–2149 (2013).]。Fe@C催化剂惊人的稳定性归因于大多数铁纳米颗粒小于9纳米,以及封装的碳所产生的空间限制。为了证实Fe@C的稳定性,在更高的空间速度(70,000 h-1)和更低的转化率水平下对38-Fe@C进行了额外的催化试验。这些结果总结在补充图9中,并显示出超过200小时的非常稳定的性能。

       上述表征和催化性能结果突出了MOFMS方法的巨大潜力:(i)FTS催化剂中的高铁负荷(高达40wt%),(ii)活性相的最佳分散(dpFe < 4 nm),(iii)以嵌入多孔碳基体的碳化铁形态配制,防止不必要的失活现象。为了揭示热解条件对铁颗粒大小和催化剂活性的影响,我们从原始MOF开始,应用873 K的合成温度,制备了一个额外的样品。获得的催化剂,其平均铁颗粒大小约为6纳米,显示出类似于0.08秒1的初始TOF和更长的活化期(补充图10补充表2)。此外,具有较大铁粒径的催化剂显示出较高的链增长概率,因此对甲烷的选择性较低,这与以前的研究一致。

        图3b、c分别显示了用0.6、0.7和1.0wt%的K促进的38-Fe@C催化剂的转化曲线和产物分布。观察到Anderson-Schulz-Flory分布,链的增长概率从0.40(未促进的催化剂)到0.7(有1 wt%K的促进催化剂)不等(补充图11)。对于未促进的催化剂,乙烯与乙烷的比率约为0.2,而对于促进的催化剂,这一比率随着K的用量增加而增加到1.4、2.8和5.3。在促进的样品中,发现最佳的K量为0.6wt%:含有更多K量的催化剂显示出由过量的碱引起的快速失活,而较少的K量几乎不影响产品的光谱。相比之下,0.6K38-Fe@C显示出对C2-C5烯烃的最佳选择性(20.5%的碳选择性和44.6%的无二氧化碳选择性),并且随着时间的推移具有良好的稳定性,同时活性增加,甲烷选择性降低(5%)。我们将催化剂较高的活性与水气转移功能的增强以及较高的烯烃与烷烃(paraffin,石蜡烃)比率与氢化能力的调节联系起来,这两者都是K促进的直接结果。

讨论

        综上所述,我们已经证明MOFMS是精确设计铁基FTS催化剂的一个有前途的途径。按照这种方法制备的催化剂显示了铁和碳之间的亲密接触,这有利于在材料合成过程中形成碳化铁,从而导致非常高的碳化程度。尽管通过这种制备方法可以实现高铁负荷,但金属相的高分散性及其在高多孔性碳基质中的封装导致了无与伦比的活性和特殊的稳定性。封装所产生的空间限制似乎使活性哈格碳化物相的烧结和氧化最小化。这里介绍的固体的高催化活性在与商业基准催化剂的现有数据进行比较时得到进一步强调,即著名的Ruhrchemie[Torres Galvis.  Science 335, 835–838 (2012).]Sasol[de Klerk. KGaA, 2013).]高温FTS催化剂(表5)。这种比较表明,按催化剂总重量计算,即使MOF基催化剂含有较少的铁,MOF衍生的固体也显示出比这些基准催化剂高一个数量级的生产力。这种简单的、潜在的通用设计策略为在多孔基质中控制制造高度分散和稳定的金属纳米颗粒打开了大门,这是材料科学和工业催化的主要挑战之一。

实验方法

Fe@C催化剂的合成

        Fe@C催化剂是通过MOF前体( MOF precursor)的碳化得到的。为了改变所得催化剂的铁负荷,在MOF前体中加入碳前体。在一个典型的合成中,一定量的FA被溶解在甲醇中,通过IWI浸渍在Basolite F300上。随后,在氮气环境下,在353和425K温度下,以 2K/min-1的加热速率,将容纳在孔隙内的FA分别聚合14 小时和6 小时。 在氮气环境下,在773K温度下进行了8小时的碳化。通过调整溶解在甲醇中的FA的量来调整铁的负载。对于最高的铁负载,Basolite F300在773 K下直接碳化,不需要浸渍FA。

碱促进的Fe@C催化剂

        钾促进的催化剂是由IWI制备的。将一定量的K2CO3溶解在水和甲醇的混合物(50:50)中,以达到所需的K促进水平,并浸渍在Fe@C的孔隙中。将得到的材料在353 K加热2小时,并在氮气环境下在773 K 4小时内进行碳化,加热速度为2K min-1。

热重分析

         热重分析实验在Mettler Toledo TGA/SDTA851e 仪器中进行,在合成空气流(100毫升/分钟,正常压力和温度(NPT))中,将样品从RT加热到1,123K,速率为10K/min -1。

氮气吸附测量

         氮气的吸附和解吸等温线被记录在QuantaChrome Autosorb-6B上,温度为77K,样品事先在373K下抽真空16小时。

透射电子显微镜

         高角度环形暗场扫描透射电子显微镜图像是在JEOL2010F仪器上记录的,使用直径为0.5纳米的电子探针,衍射相机长度为10厘米。高分辨率的电子显微镜图像是在同一台显微镜上以0.19纳米的空间分辨率记录的。

穆斯堡尔光谱学

        透射式铁穆斯堡尔吸收光谱是在300K的条件下用57Co(Rh)源的传统恒定加速光谱仪收集的。速度校准是使用a-Fe箔进行的。穆斯堡尔光谱使用Mosswinn 3.0i程序进行了拟合。每次处理后,在反应混合物中的样品冷却后,在室温测量光谱。每次记录一个莫斯鲍尔光谱,直到达到满意的信噪比(10-15小时)。在613K和15bar下进行5小时的FTS反应后,评估了主要的黑格碳化物物种。没有研究黑格碳化物的确切形成时间。

X射线吸收光谱学

         XAS是在ALBA的BL22,”核心级吸收和发射光谱 “光束线上进行的。该光束线配备了Si(111)和Si(311)单色器,在2.6和36KeV之间的能量范围内运行。在这个特定的实验中,采用了Si(111)单色器和Rh涂层的环形镜。使用Fe K-edge(约7,111 eV)研究这些材料(参考文献42-44)。EXAFS分析可以在补充图4中找到。

催化试验

         FTS实验是在一个48个流道的固定床微反应器中进行的,它允许在相似的进料成分和工艺条件(温度和压力)下平行进行多达48个反应。为了避免产品在高转化率下的凝结,在反应器的下游向每个流程注入惰性气体流(N2)。在所有的实验中,大约10毫克(20微升)粒径为177-420微米的新鲜催化剂被100微升相同粒径的碳化硅颗粒稀释。样品首先被纯氢气在698K和3 bar下原位活化3小时,然后在相同压力的氢气流下冷却到613K。在将压力提高到工艺值(20 bar)后,引入10立方厘米/分钟的流量(NTP),其中包括45体积的CO,45体积的H2和10体积的He。所有的加热/冷却步骤都采用2K min-1的速率。西门子Maxum工艺气相色谱仪配备了多根色谱柱和平行的检测器,在线分析气相中的永久气体以及最高为C7的烃类产品。在第一根色谱柱(Carboxen 1010,10米0.32毫米)中,N2、CO、CH4和CO2在333K下被分离,并通过热导检测器(TCD)进行分析。在第二根柱子(Al2O3/KCl,10米0.32毫米)中,用火焰电离检测器(FID)检测,在434K下实现所有C1-C4成分的分离。CO转化率(%)、碳选择性(%)、每种产品的摩尔分数(-)在补充表2中定义。催化活性以铁时间产量(FTY)表示,定义为每克铁每秒转化为碳氢化合物的CO摩尔数。


读后感:这个学校,是真TMD,真TMD的有钱啊

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