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高温碳化养护和钢渣预碳化对钢渣水泥基胶凝材料性能的影响

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高温碳化养护和钢渣预碳化对钢渣水泥基胶凝材料性能的影响

作者：柳倩北京化工大学

学位级别：硕士

钢渣是炼钢工业中产生的最主要的固体废弃物之一,随着全球的钢产量的逐年递增,随之产生的钢渣量也越来越多,而中国的粗钢产量在2014年超过了世界钢产量的一半,达到8.2亿t,而作为副产物的钢渣的产量也超过了1亿t。因其化学和矿物组成与... 详细信息

钢渣是炼钢工业中产生的最主要的固体废弃物之一,随着全球的钢产量的逐年递增,随之产生的钢渣量也越来越多,而中国的粗钢产量在2014年超过了世界钢产量的一半,达到8.2亿t,而作为副产物的钢渣的产量也超过了1亿t。因其化学和矿物组成与水泥熟料的成分类似,故将钢渣作为水泥掺合料成为钢渣综合利用的主要途径之一。本文主要研究了高温和碳化养护对钢渣水泥基胶凝材料性能的影响;以及预碳化钢渣制备钢渣水泥基胶凝材料性能。尤其对不同的养护方式下钢渣胶凝材料的浆体结构和水化产物,以及预碳化后钢渣微粉的矿物组成的变化以及掺预碳化钢渣后胶凝材料早期强度和安定性的改善情况做了详尽的研究和分析。为提高掺钢渣胶凝材料的早期强度和改善安定性提供理论支持。本实验主要使用新余热闷钢渣,分析了高温、碳化和标准养护对钢渣胶凝材料性能的影响,结果表明,通过高温碳化养护的方式,激发钢渣活性,使大掺量钢渣胶凝材料早期和后期的强度均大幅增加,达到了P42.5水泥强度等级,高温养护只能提高胶凝材料的早期强度,由于早期过快的水化速率使得在硬化的浆体中引入大孔从而形成较多微观裂缝,且早期高温养护会阻碍水泥基材料的后期水化,所以其后期强度低于标准养护。研究结果表明,高温碳化养护后的钢渣水泥基材料表面生成了一层致密的CaCO3外壳,能提高胶凝材料的强度,并有效防止水泥基材料发生溶解侵析,提高胶凝材料的耐久性。高温碳化养护生成的CaCO3的颗粒粒径为1～8μm,在胶凝材料中能起到微集料作用,为C3S的水化起到了晶核的作用,从而加速C3S的水化速度。细小的CaCO3颗粒为Ca(OH)2提供了大量的晶核,使得Ca(OH)2生成的更加分散,不再生长成特定晶格取向的片层状大颗粒,具有较好的力学性能。同时研究了对钢渣微粉进行预碳化处理后替代30%水泥熟料,制备钢渣水泥基胶凝材料。结果表明：预碳化钢渣微粉后,钢渣粉中的游离氧化钙(f-CaO)以及其他钙盐如具有胶凝活性的C3S,C2S等均会被碳化生成CaCO3,且碳化后钢渣中RO相的衍射峰几乎消失,说明预碳化对改善胶凝材料安定性有一定的积极作用。使用TG-DTA和SEM-EDS以及水化放热曲线分析掺预碳化钢渣胶凝材料的水化产物的水化速率和水化程度,根据TG-DTA曲线的计算结果,浆体水化3d时,预碳化试样的化学结合水量为21.65%,标准试样为9.84%,即预碳化钢渣胶凝材料试样3d的水化程度是标准试样的2.2倍,预碳化钢渣胶凝材料28d的净浆试样总的化学结合水量为28.41%,标准试样为24.04%,增长率为18.18%。说明预碳化可以有效提高胶凝材料早期水化速率和后期的水化程度。分析预碳化的净浆试样28d的SEM-EDS图谱,发现其结构密实,且主要水化产物—水化硅酸钙已长成块状整体,在裂缝处放大,发现在水化硅酸钙的连接处有棒状连接物,经能谱分析为Ca(OH)2。而未碳化的Ca(OH)2结构呈片层状。说明经碳化后的掺钢渣胶凝材料中的Ca(OH)2不再朝特定晶格取向生长,而是生长方向多元化,能更好的与水化硅酸钙形成整体,增加材料的密实度。

关键词：钢渣高温养护碳化养护预碳化孔隙结构

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绿色纳米碳酸钙生产关键技术与机理研究

无机盐工业 2025年第1期57卷 71-76页

作者：颜鑫刘海路刘保林刘奕刘艳阳湖南化工职业技术学院湖南株洲412004 北京中宇和创环境工程科技有限公司北京102499 湖南省无机高纯纳米粉体材料开发与应用工程研究中心湖南株洲412004

以电石渣等钙镁废渣为原料来制备绿色纳米碳酸钙的生产工艺简单、设备不多、投资不大,属于“短平快”项目和新质生产力项目。采用离子计和pH计来跟踪研究浸取反应,并对新鲜浸取液和循环母液浸取反应过程的钙离子浓度、电位值、pH与时间... 详细信息

以电石渣等钙镁废渣为原料来制备绿色纳米碳酸钙的生产工艺简单、设备不多、投资不大,属于“短平快”项目和新质生产力项目。采用离子计和pH计来跟踪研究浸取反应,并对新鲜浸取液和循环母液浸取反应过程的钙离子浓度、电位值、pH与时间变化的关系进行了比较。新鲜浸取液反应速度快、时间短、浸取率高;循环母液的浸取反应速度较慢、时间较长、浸取率较低。预碳化是一个极快的复分解反应过程,中间产物呈胶体状,其反应量约占钙离子总量的20%左右,目的是为CO_(2)碳化反应提供晶种;采用离子计和pH计来跟踪研究CO_(2)碳化反应过程,发现前期速度较慢,CO_(2)的气液平衡是控制步骤,后期氨的电离平衡是控制步骤,停止通入CO_(2)后碳化过程并没有立即停止,钙离子浓度和电位值继续下降,但pH有小幅回升。通过对电石渣浸取反应和氯化钙-氨水体系CO_(2)碳化机理的深入研究,为绿色纳米碳酸钙的产业化之路奠定了基础。

关键词：绿色纳米碳酸钙电石渣浸取反应复合碳化预碳化 CO_(2)碳化

Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)纳米晶粉体的溶胶-凝胶法制备

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压电与声光 2008年第2期30卷 190-192页

作者：范素华冯博楷张丰庆张伟马建平山东建筑大学材料学院山东济南250101

采用溶胶-凝胶法和预碳化处理工艺制备了层状钙钛矿结构的Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15纳米晶粉体。借助DSC—TG、XRD和SEM等分析表征了Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15纳米晶粉体前驱体的热反应过程、粉体的物相结构及微观形貌。结果表明，对前驱体进... 详细信息

采用溶胶-凝胶法和预碳化处理工艺制备了层状钙钛矿结构的Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15纳米晶粉体。借助DSC—TG、XRD和SEM等分析表征了Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15纳米晶粉体前驱体的热反应过程、粉体的物相结构及微观形貌。结果表明，对前驱体进行预碳化处理得到纳米晶粉体，其分散性得到明显的改善，800～850℃热处理的纳米晶粉体呈单一的层状钙钛矿结构，粉体为球形颗粒，大小均匀．分散性良好，粒径约在φ100nm。

关键词： Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15 纳米晶粉体溶胶-凝胶法预碳化

纳米W粉阶段碳化制备纳米WC粉的工艺及机制研究

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稀有金属 2017年第7期41卷 775-782页

作者：叶楠唐建成魏晓枭张静南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330031

以平均粒径40 nm的W粉为原料,采用"预碳化+二段碳化"的阶段碳化工艺制备出平均粒径为82 nm的近球形WC粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、BET比表面积分析仪等测试方法,分别对碳化产物的物相组成、形貌和粒径大小进行表... 详细信息

以平均粒径40 nm的W粉为原料,采用"预碳化+二段碳化"的阶段碳化工艺制备出平均粒径为82 nm的近球形WC粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、BET比表面积分析仪等测试方法,分别对碳化产物的物相组成、形貌和粒径大小进行表征。研究了不同预碳化温度和二段碳化温度对WC粉粒径和形貌的影响,并对阶段碳化的机制进行了讨论。结果表明,在800~1000℃范围内,WC粉的平均粒径随预碳化温度升高呈先减小后增大的变化趋势,在900℃达到最小值。WC粉的平均粒径随二段碳化温度升高而增大,当二段碳化温度高于1250℃时,WC粉的平均粒径显著增大。碳化过程中WC颗粒的长大主要是由碳化初期纳米W颗粒的烧结合并引起的。低温预碳化能够在W粉颗粒表面形成一定厚度的WC层,阻碍W粉颗粒发生烧结合并,从而有效抑制WC粉的长大。阶段碳化制备纳米WC粉的最佳工艺为:预碳化温度900℃,二段碳化温度1150~1200℃。

关键词：纳米碳化钨预碳化碳化温度烧结合并

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提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2020年第4期50卷 599-605页

作者：涂永明刘东运张雨东南大学土木工程学院南京211189 东南大学国家预应力工程技术研究中心南京211189

为提升大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能,提出了一种预碳化再碱化的养护处理方法.采用快速碳化试验,对普通混凝土和质量分数为20%、30%、40%的粉煤灰混凝土进行了3、7、14、28 d的碳化深度测试,对比分析了不同养护方法对粉煤灰混凝土抗... 详细信息

为提升大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能,提出了一种预碳化再碱化的养护处理方法.采用快速碳化试验,对普通混凝土和质量分数为20%、30%、40%的粉煤灰混凝土进行了3、7、14、28 d的碳化深度测试,对比分析了不同养护方法对粉煤灰混凝土抗碳化能力的影响.结果表明:粉煤灰混凝土的碳化深度随着碳化时间和粉煤灰掺量的增加而增加;与延长养护时间和水养护一样,提出的碳化试验之前预碳化再碱化养护处理可以有效地降低混凝土的碳化深度.对于质量分数为30%的粉煤灰混凝土,预碳化1 d再碱化1 d处理后的抗碳化能力与标准养护下的普通混凝土相当.对于普通混凝土,预碳化3 d再碱化1 d,提升抗碳化能力的效果最佳.

关键词：粉煤灰混凝土预碳化养护方式碳化深度

硬碳微球负极材料的微观结构调控及储钠性能研究

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硬碳微球负极材料的微观结构调控及储钠性能研究

作者：翟文凯北京化工大学

学位级别：硕士

近年来,采用锂离子电池（LIBs）的电动汽车和电化学储能设备迅速发展,然而全球锂资源匮乏且分布不均匀,阻碍了LIBs的进一步发展。钠（Na）元素在物理和化学性质上与锂（Li）非常相似,且具有成本低廉、储量丰富等优势,钠离子电池（SIBs... 详细信息

近年来,采用锂离子电池（LIBs）的电动汽车和电化学储能设备迅速发展,然而全球锂资源匮乏且分布不均匀,阻碍了LIBs的进一步发展。钠（Na）元素在物理和化学性质上与锂（Li）非常相似,且具有成本低廉、储量丰富等优势,钠离子电池（SIBs）在未来商业化应用领域呈现出巨大的发展前景。硬碳作为最具希望产业化的SIBs负极材料,具有可调的微观结构和较高的可逆容量,同时具有原料广泛和制备简单等优点。然而,如何有效地设计硬碳的微观结构以赋予其卓越的电化学性能,依然是制约其发展的重大阻碍。本文针对硬碳微观结构合理化设计的问题,提出低温预碳化法,调控了硬碳内部闭孔结构和有序类石墨层的含量,极大提升了硬碳微球的可逆容量和初始库伦效率。进一步地经过原位氮原子掺杂,改善了其表面孔结构分布和缺陷浓度,提高了硬碳的倍率性能,得到了具有优良综合电化学性能的硬碳材料,并实现了实验室水平的适量放大制备实验。具体研究内容如下:（1）硬碳微球的内部闭孔调控及储钠性能研究首先通过间苯二酚和甲醛缩聚反应生成酚醛树脂前驱体,然后采用预碳化的方法,即先进行低温预碳化再进行高温碳化,有效地实现了对硬碳微观结构的调控。在低温预碳化过程中,促使了前驱体中的氧杂原子形成小分子物质挥发脱除,促进了硬碳内部有序类石墨层和材料表面微孔结构的形成。在随后的高温煅烧过程中,长程有序的类石墨层包围和收缩活性位点形成闭孔,而表面微孔在高温下也同时转化为闭孔。通过上述碳化方法,制备了具有丰富有序类石墨层和闭孔结构的硬碳材料,增强了材料的电化学性能。预碳化温度为450°C时制备得到的硬碳材料HC-450含有最多的闭孔结构,在0.06 A g-1电流密度的条件下,展现出349.8 m Ah g-1的比容量,且初始库伦效率（ICE）为86.69%,明显高于未处理的样品HC(0.06 A g-1电流密度下,比容量为279.2 m Ah g-1,ICE为76.66%)。并通过GITT、原位Raman和非原位XPS等测试对硬碳储钠动力学和机理进行探究,证明了制备的硬碳材料的储钠机理为“吸附-插层-填孔”。本节采用的预碳化方法提升了材料内闭孔含量,该方法相较于已报道的模版法,不涉及外部模板剂物质的加入和去除的复杂步骤,仅调控了酚醛树脂前驱体的碳化过程,具有安全、高效的特点,该方法为开发具有丰富闭孔含量的硬碳负极提供了新的策略。（2）酚-胺醛树脂基硬碳材料的制备及储钠性能研究本节在上一节的制备方法基础上,用间苯二胺代替部分间苯二酚,再经过第一部分的最优煅烧条件下碳化形成酚-胺醛树脂基硬碳。通过原位氮原子掺杂,进一步提升硬碳材料的倍率性能。最优氮掺杂比例制备得到的硬碳材料HC-3,具有良好的综合电化学性能,在0.06 A g-1电流密度下展现出358.6 m Ah g-1的比容量,ICE稳定维持在84.15%,且展现出更优的倍率性能,即在0.5 A g-1的电流密度的条件下,其可逆比容量为167.3 m Ah g-1,相较于第一体系的样品HC-450(0.5 A g-1电流密度下,展现出的可逆比容量为101.4 m Ah g-1)有大幅度提升。通过HRTEM、BET和Raman等测试对硬碳微观结构进行探究,阐明了提高材料倍率性能的原因主要为:（1）掺杂氮原子后,使HC-3形成了丰富的微/介孔分级结构和边缘缺陷,从而作为钠离子活性位点有效增强了对钠离子的吸附;（2）间苯二胺作为氮源有效增大了吡咯氮的比例,促进了碳层距离的增大,增强了钠离子的扩散动力学。同时,氮掺杂使材料缺陷增多导致初始库伦效率降低,但因为材料内仍含有较多有序类石墨层结构,所以合适的氮掺杂比例形成的硬碳,其初始库伦效率仍可以保持在较好的水平,因此HC-3具有良好的综合电化学性能。此外,对最优比例的酚-胺醛树脂基硬碳成功地实现了实验室水平的适量放大制备实验,测试结果表明,放大实验制备的材料仍有较好的综合电化学性能,有利于促进钠离子电池的进一步发展。

关键词：钠离子电池硬碳负极预碳化闭孔放大化制备

钠离子电池负极材料改性环氧树脂基硬碳的合成与改性研究

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钠离子电池负极材料改性环氧树脂基硬碳的合成与改性研究

作者：罗祥华湖南大学

学位级别：硕士

硬碳因为具有较大的层间距和纳米孔隙而被认为是理想的钠离子电池负极材料之一,然而,其无序结构使得可逆容量、倍率性能和循环性能较差。硬碳前驱体的选择决定了其结构和性能。因此,选择适当的前驱体并进行改性是提升负极材料电化学性... 详细信息

硬碳因为具有较大的层间距和纳米孔隙而被认为是理想的钠离子电池负极材料之一,然而,其无序结构使得可逆容量、倍率性能和循环性能较差。硬碳前驱体的选择决定了其结构和性能。因此,选择适当的前驱体并进行改性是提升负极材料电化学性能的可行方法。本文以改性环氧树脂为前驱体,通过改变碳化条件和进行氮掺杂制备硬碳负极材料,并深入研究了其结构与性能之间的内在联系。(1)研究了碳化条件对硬碳结构和性能的影响。碳化条件包括预碳化步骤、预碳化温度和高温碳化温度。首先,预碳化过程会增加硬碳的比表面积和孔隙度、减少杂质和缺陷,提升电化学性能;在50 m A g的电流密度下SHC的可逆容量为232.2 m Ah g,而PHC则达到349.8 m Ah g、在500 m A g的电流密度下循环300周后容量保持率达到87.4%,这明显高于SHC的77.8%。其次,提高预碳化温度也能增加比表面积、提高硬碳的石墨化程度;当预碳化温度为500 C时PHC-500的性能达到最优,在50 m A g的电流密度下可逆容量为349.8 m Ah g、在500 m A g时循环300周后的容量保持率达到87.4%。最后,调节高温碳化温度能明显改变硬碳的晶体结构和电化学性能,随着温度的升高,硬碳的层间距、缺陷含量、氧含量、比表面积和孔体积持续下降,而纳米孔隙的孔径和石墨化程度持续上升。当温度达到1800 C时EPNHC-1800具有最优的电化学性能,在50m A g的电流密度下可逆容量达到480.3 m Ah g(平台容量占比为74.8%)、首次库伦效率为84.6%;在500 m A g时循环1000周后的可逆容量稳定在389.2m Ah g、容量保持率达到92%。我们认为硬碳的储钠机理为“吸附-插层-填孔”,即高电位下的斜域容量来源于钠离子在碳层表面的吸附,而低电位下的平台容量由钠离子在层间的嵌入和纳米微孔中的填充共同提供。(2)探讨了采用PECVD技术进行氮掺杂对硬碳结构和性能的影响。PECVD掺杂氮引入了额外的含氮活性位点,有利于钠离子在碳层表面的吸附,形成的C-N键增强了硬碳的结构稳定性、提高了NHC的可逆容量和循环稳定性;在50m A g的电流密度下NHC的可逆容量为397.7 m Ah g、提高47.9 m Ah g;在500 m A g的电流密度下循环300周后容量保持率高达91.9%。改变氮掺杂时间能达到调控氮掺杂量的目的,随着时间的增加,缺陷含量明显上升,提高了钠离子的吸附存储。当掺氮时间为30 min时NHC@30的电化学性能最优,在50 m A g的电流密度下可逆容量为397.7 m Ah g,在500 m A g时循环300周后容量保持率达到了91.9%。然而,当时间达到50 min时,由于掺氮量过多、部分氮原子没有与碳层有效结合而形成了非活性位点,使得硬碳的电化学性呈现下降趋势。

关键词：钠离子电池硬碳负极改性环氧树脂预碳化氮掺杂

搅拌工艺及再生骨料种类对自密实混凝土性能的影响

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搅拌工艺及再生骨料种类对自密实混凝土性能的影响

作者：成全湖南大学

学位级别：硕士

自密实混凝土(SCC)是一种比较特殊的混凝土,它不用外加振捣,依靠混凝土的重力就可以流动且不会出现离析与泌水等现象,即便在钢筋很密的情况下也可以很好的填充。不同于天然骨料,再生骨料表面存在旧的水泥砂浆,粘附的水泥砂浆使再生骨料... 详细信息

自密实混凝土(SCC)是一种比较特殊的混凝土,它不用外加振捣,依靠混凝土的重力就可以流动且不会出现离析与泌水等现象,即便在钢筋很密的情况下也可以很好的填充。不同于天然骨料,再生骨料表面存在旧的水泥砂浆,粘附的水泥砂浆使再生骨料具有更高的孔隙率、吸水率以及更低的强度。将再生骨料用于SCC会导致其流动性、力学性能、耐久性较普通混凝土差。为提高再生骨料和自密实再生混凝土的利用率。研究自密实再生混凝土相关性能,并找到经济实用的方法改善其性能就显得很重要。本研究主要包括以下三个方面:一是再生混凝土粗骨料(RCA)含量对SCC的流动性、抗压与抗折强度、干燥收缩、吸水率与孔隙率等的影响;二是水泥净浆裹再生骨料工艺、两阶段搅拌工艺和预碳化工艺对自密实再生混凝土(SCRC)的流动性、抗压与抗折强度、干燥收缩、吸水率与孔隙率以及界面过渡区的影响;三是再生混凝土骨料、再生红砖骨料、再生砌块骨料这三种不同种类再生粗骨料(100%代替天然骨料)对SCC的流动性、抗压与抗折强度、干燥收缩、吸水率与孔隙率、高温性能的影响。第一部分试验结果表明通过调整减水剂的量,可以使SCRC的流动性满足要求而且流动性随RCA含量的增加而减小。SCC的抗压与抗折强度随RCA的替代率增加而降低。且不论RCA替代率为多少,SCRC的28d抗压与抗折强度最大降低都在15%以内。自密实混凝土吸水率和孔隙率、干缩率都随再生骨料的替代率增加而增大。相对于普通自密实混凝土,粗骨料全部为再生骨料的自密实再生混凝土90d干缩增大36.7%,吸水率增大30%。第二部分试验结果表明相比于普通搅拌工艺,水泥净浆裹再生骨料工艺与两阶段搅拌工艺可以提高SCRC拌合物的流动性,硬化混凝土的抗压与抗折强度,降低干燥收缩、吸水率与孔隙率。这两种工艺成型的自密实混凝土其界面过渡区显微硬度值更大。相比于未预碳化的对照组,预碳化工艺可以提高SCRC的抗压与抗折强度、干燥收缩率;改善界面过渡区;降低其吸水率与孔隙率。第三部分试验结果表明通过调整减水剂的量,可以使再生混凝土骨料、再生红砖骨料、再生砌块骨料这三种再生骨料(100%代替天然骨料)成型的SCRC拌合物流动性都满足要求。再生混凝土骨料、红砖骨料、砌块骨料,这三种不同再生骨料的SCC,其抗压强度、抗折强度均低于天然骨料SCC。其中再生砌块骨料的SCC抗压强度(28d)降低在10%以内,再生红砖骨料的降低高达30.93%。三种不同再生骨料的SCC干缩率、吸水率和孔隙率均高于天然骨料组。再生红砖骨料的SCC干缩率、吸水率和孔隙率最大。高温作用后,SCRC的抗压强度损失率较天然骨料自密实混凝土小。再生红砖骨料的SCC耐高温性能最佳。

关键词：再生骨料自密实再生混凝土搅拌工艺预碳化界面过渡区

CuFe浆状催化剂低温合成低碳醇性能的研究

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CuFe浆状催化剂低温合成低碳醇性能的研究

作者：沈亚星太原理工大学

学位级别：硕士

中国能源结构特点为“富煤、贫油、少气”,为实现“双碳”目标,充分开发、利用煤制合成气制取低碳醇非常必要,这不仅减少了煤炭的一次利用,提高经济价值,而且可以缓解石化资源带来的限制,同时保护生态环境。前期课题组结合完全液相法的... 详细信息

中国能源结构特点为“富煤、贫油、少气”,为实现“双碳”目标,充分开发、利用煤制合成气制取低碳醇非常必要,这不仅减少了煤炭的一次利用,提高经济价值,而且可以缓解石化资源带来的限制,同时保护生态环境。前期课题组结合完全液相法的优势与Cu Fe基催化剂良好的碳链增长能力,制备了Cu Fe基浆状催化剂用于浆态床合成气制取低碳醇反应的研究,发现该催化剂在低温(220℃)下具有较高的总醇选择性与低碳醇占比,但是CO转化率偏低。在前期研究的基础上,本文考察了Ti和Zn助剂添加比例、催化剂制备方法以及预碳化时间对Cu Fe催化剂结构和反应性能的影响。通过XRD、N物理吸附分析、H-TPR、CO-TPD-MS、NH-TPD-MS等手段对Cu Fe基催化剂进行表征,结合催化剂在220℃、3 MPa下CO加氢活性评价结果,得出以下主要结论:(1)适宜含量的Ti助剂有助于降低Cu晶粒尺寸、增强Cu晶粒的稳定性、提高催化剂中Cu和Fe C含量、加强Cu Fe间的协同作用,使得催化剂具有较好的总醇与低碳醇选性。同时Ti助剂可以显著抑制水煤气变换反应,降低CO选择性。其中Cu∶Fe∶Ti=2∶1∶0.6的CF-Ti催化剂表现出最佳的催化性能,总醇选择性为45.09%,低碳醇占比为54.85%。(2)Zn助剂可以促进Fe C的生成,有助于提高催化剂碳链增长能力,提高低碳醇选择性。添加Zn助剂使可还原铜物种易于还原,但同时催化剂积碳严重,催化剂稳定性下降。其中Cu∶Fe∶Zn=2∶1∶0.5的CF-Zn催化剂表现出最佳的初始活性,总醇选择性48.55%,低碳醇占比57.60%。(3)相较于物理混合法,采用溶胶凝胶法和共沉淀法制备的Cu Fe Ti浆状催化剂加强了Ti助剂与Cu Fe间的相互作用,大幅提高了比表面积,改善了Cu Fe活性组分的分散性,进而提高了总醇选择性。并且反应过程中易于分解还原的Cu FeO加强了Cu Fe协同作用,有利于低碳醇的生成。其中,采用溶胶凝胶法制备的Cu Fe Ti浆状催化剂可还原铜物种易于还原,并且具有良好的Cu Fe协同作用,催化剂性能最优,总醇选择性63.58%,低碳醇占36.69%。(4)Cu Fe Ti浆状催化剂经合成气预碳化,缩短了催化剂诱导期,提高了稳定性,但是CO转化率并未得到明显提高。其中预碳化8 h制备的SG-CFTi催化剂在反应过程中性能评价结果最佳,总醇选择性为68.67%,低碳醇占比为40.32%。

关键词： CuFe催化剂完全液相法低碳醇合成气预碳化