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ikpntnu0122

木虫 (正式写手)

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[交流] 催化剂研究的现代方法-费托合成催化剂制备与颗粒效应的原位表征已有12人参与

费托合成是指将合成气转变成长链烃的过程，以区分甲烷化和甲醇合成；其实国内也有人做合成气制备混合醇，这个是最有挑战性的课题，Stanford大学的NOrskov经过模拟之后说，这个催化剂很难。
目前国内大规模工业化的是北京中科合成油公司的高温铁基催化剂，兖矿也是铁基。Co基在国内主要是山西煤化所的小规模技术。国际上这个技术最有代表性的是南非SASOL和壳牌，前者是铁基和Co基都有工业化装置，后者是固定床的Co基。得到的产品也不太一样，这个比较影响到经济性。
国外公司的工程实力，研究能力都很强，很多时候关键的事情都是自己做的，譬如催化剂放大和工程化。国内很多时候要依赖于科研院所。Shell的Amsterdam研究中心成立100年的时候，出了一本GTL的书，里面有很多开发催化剂的故事。我因为和Shell有较多的合作关系，所以Shell的专家也送了我一本，说是除了在参加会议的中国人以外，我是拿到的第一本。他也说到Shell的GTL技术在国内是不可能推广或者转让的，专利都有3000个，太贵了。
对于Co基催化剂和Fe基催化剂，De Jong课题组进行了比较系统的研究，主要还是从基础研究角度来研究（他肯定知道Shell的配方，但是配方不是全部；我也知道Shell的工业催化剂的配方）。在催化剂制备上采用了原位谱学的方法进行研究，一是针对粉末催化剂，二是针对颗粒催化剂；这样做的目的就是要得到催化剂在浸渍-干燥-焙烧过程中的物理化学变化，这样才能做到最终的精准制备。另外，利用同位素的瞬态动力学方法研究了为什么Co颗粒是8 nm是一个临界尺寸，大于8 nm TOF不变，小于8 nm TOF急剧下降。这种动力学研究是美国Goodwin在Chemical Review上发表以后越来越流行的，装置本身也比较贵。
附件上就是针对他的结果写的一个ppt。供大家参考，国内在这方面还刚刚起步，很遗憾。其实在催化剂的研究中，我们总是想造出新奇的结构来获得新奇的效果，其实能不能起到这个效果，我现在还是心存疑问。当然能够制备出这些新奇的结构也是化学家们特有的本领。但是在催化剂中，很多时候这些新奇的结构能否达到目的，很难说。涉及到温度变化时的稳定性，负载后的结构变化，性能的稳定性。我记得金庸小说里面武功比较高的境界是“重拙大” ，平平谈谈中显现出格局和功力。像美国伯克利的Iglesia的催化剂很多都是工业催化剂，但是做出来的文章，让人叹为观止。

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附件 1 : In-situ_characterization_of_Co-based_Fischer-Tropsch_Synthesis_catalyst.pdf

2015-08-05 14:17:20, 4.07 M