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兰炭能否做催化剂的原料?

日期: 2018-10-29
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长期以来,催化剂及其载体在化工领域具有重要作用。目前应用于化工生产中的催化剂及其载体,品种繁多、价格高、技术难度大。

由于兰炭具有来源广泛且价廉、比表面积大、活性高、强度大、抗烧结、不易中毒、生产的积炭可以充当载体等显著优点,因此,多年来引起国内外研究者的极大关注,并进行了一系列研究,为进一步应用提供了依据。

以兰炭为原料制备催化剂及其载体的主要研究结果是:

(1)兰炭催化甲烷制合成气。研究结果认为:褐煤兰炭具有良好的催化活性,随着兰炭制备温度的升高,兰炭的比表面积增大,催化活性增强。开元褐煤在温度1023K、1123K、1223K下热解制得的兰炭,其比表面积分别为21.55m2/g、40.76m2/g、126.98m2/g;采用HNO3脱除兰炭中的灰分,试验表明甲烷在脱除灰分后的兰炭的催化作用下的转化率与原兰炭催化下的转化率基本相同,兰炭中的灰分对兰炭催化甲烷分解没有影响;兰炭催化甲烷反应的初始反应级数是0.5,反应活化能力为89~105kj/mol。

(2)兰炭催化煤热解产物。德国早在1927-1943年间,就以兰炭为载体,活性组分为2%MoO3制备煤焦油加氢改质催化剂(11002型);同时还以兰炭为载体,活性组分为3%硫酸铁制备煤焦油加氢裂化催化剂(10927型)。这两种催化剂均在煤焦油加氢制汽油和柴油的大规模工业生产中得到成功应用。近年来,我国以府谷煤热解兰炭(600℃)为原料,采用浸渍法制得Co/兰炭催化剂,对煤热解产物的裂解反应进行了研究。研究认为,Co/兰炭催化剂能明显提高煤热解产物中轻组分的收率。

(3)兰炭催化还原NO。目前在工业化生产中,已成功还原NO的工业方法是选择催化还原法(SCR)。在SCR法中,按催化剂种类可分为以下四大类:贵金属、分子筛、炭基和金属氧化物催化剂。在炭基催化剂中,活性炭是一种优异的吸附催化材料,但是,昂贵的价格限制了活性炭的应用。由于兰炭是弱黏结性煤的低温热解产物,含有丰富的氧、氮官能团,价格低廉,易于改性,为此国内外对兰炭基催化剂进行了一系列研究,研究结果认为,兰炭催化还原NO具有良好的效果,对治理大气NOx的污染具有重要意义。




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