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第6卷第3期
催化学报
1985年9月
氧化铬为助剂的中温水煤气变换催化剂
研究一氢氧化铝的添加效应
陈懿张悳良
张毓昌陆怀先都有为陈益梅
(南京大学化学系)
(南京大学物理系)
提
要
在A1(OH)a为2wt%的范围内,AI(OH):的加入对铁铬系变换催化剂的活性无明显影
响,但其反应前的机械强度有明显增加。穆斯堡尔谱的测定表明,添加AI(OH)x后样品中小
粒子所占百分比有明显增大,A1+并未进入Fe.O1晶格。A1(OH):的作用是以胶粒的形式,
包围在催化剂微粒表面,防止了Fe.O粒子间的进一步聚结。成型、焙烧后,粒子间可能存在
的铝氧桥联当有利于机槭强度的增加。
合成氨和制氢工业的一个重要催化过程是在300-500℃时,通过铁铬系中温变换催
化剂的作用,使CO和H2O反应生成CO2和H2.有关该类催化剂的研究已有很多报道つ.
Bhattacharyya等の指出,当硝酸铝添加量(以A12O3计)为0-8wt%时,催化剂片剂的机
械强度有所增加.本文通过对催化剂样品的穆斯堡尔谱、X射线衍射、磁性以及比表面等
测定,结合其机械强度和反应活性的数据,讨论了在我们所用的制备条件下,添加医药用
A1(OHI)3(2wt%以内)对催化剂物理化学性质的影响
实验部分
1.样品制备:在65-70℃,PH=6.7~72条件下,FeSO4溶液和碳铵溶液并流中和
90分钟。所得沉淀经水洗后,在悬浮液中,加入CrO3和KOH,并按A1(OH)3/Fe2O3为
0一2%的要求,加入用NHO调制的A1(H)8,悬浮液经薄膜于燥器干燥,用8-10目
筛网造粒后,在红外干燥箱中200℃下;干燥到水含量为2一3%。加少量石墨,压片成型,
填充高度为24mm,片厚8.5mm,压力为7.5吨打片,片剂为9mm.再经300℃红外焙烧,制
成样品,其化学组成CrO3/Fe2O3约17%,KOH/Fe2O3约0.8%,石墨约2%,A1(OH)s/
Fe2O为0-2%
2.活性:用CO含量为28-32%的半水煤气,调节水汽/气比为2:1.催化剂用量
80ml2空速为500时-1,经550℃耐热5小时后,测定催化剂在350℃时的CO百分转化率
3.汞密度及氢密度:测定方法见文献〔6,7
1984年3月14日收到。
00
催
化
报
6卷
4.比表面积:用-196℃低温氮吸附的容量法测定,氮分子截面积取16.2&2
5.机械强度:用无锡市计量所制造的测压机测正压强度,取每种原样30颗,按下式
计算:
耐强度≈
d
(kg/cm2)
式中,P为催化剂的平均耐压强度(kg/颗);d为催化剂的平均直径(cm)3表1所列为测定
所得平均值
6.X射线分析:用X射线行射仪,催化剂样品用Fe靶和Mm滤光片,在电压为40kV
电流为15mA条件下测定.A1(OH)2采用Cu靶和N滤光片,在电压为40kV,电流为10mA
条件下测定,
7.比磁化强度:用法拉第磁天平法,测量不同温度的比磁化强度σ,所用磁场为
10000高斯.
8.穆斯堡尔谱:用MS-1型等加速穆斯堡尔谱仪,放射源为Co(Rh),强度约50
毫居里,用0.5mm厚的NaI(T1)晶体和GDB-44F探测ァ光子,以及FH-419GI-512道分析
器记录数据,经最小二乘法按洛伦兹曲线拟合求其穆斯堡尔参数.测定样品为270目以上
的催化剂粉末,加适量淀粉稀释后,压成每cm2含催化剂试样40mg的薄片,再用涤纶胶纸
密封后用作吸收体
实验结果
1.物化分析;样品的化学组成,比表面积(S),机械强度,中间物Fe2+/Fe+数值以
及活性等测定结果见表1
2.X射线分析:结果见表2
3.磁性测定;不同温度下,样品的比磁化强度σ测定结果见图1
4.穆斯堡尔谱:表3为添加A1(OH)后三个样品的移斯堡尔参数,化学位移δ相
表1不同A(OH):添加的荐品的物化分析和催化活性、机械强度等测试结果
样」添加量化学分析Fea+/Fe+数值
馑化剂活
品A1(OH)_crO
S「 drb dre V孔「「r孔r粒机械性,空速
经薄
编「Fe.O31 Fe,03 Al(O達「降低比值
强度500时-I
(kg/『(经55℃
号」(wt%)(wrt)「前(1)響后
m/g (g/m1)(g/m1](mi
(%)()〖A)m列耐热5小
时)%
17.1
1150-5860-49
90199142010.-2643156.62「58.579195199
B
16.
0-95310-8620.098
081.90014.5810.8090158-52158.8642249
16-910.9350.9180.04910012-072142970.249951.78150-0
28798
7111001091019977204749263254231548|625892
E2.0
16.809359-970016111-9084616p.908958-785575927482
注:dug-汞密度;dn一気密度;孔ー比孔容,孔
孔隙率,P=孔xdHr
r孔一平均孔半径,「孔=2Vれ/S:粒一平均粒子半径,F粒=3/aue-S