Fe-CN_x复合材料提升煤直接液化催化效果的研究

"该研究通过化学气相沉积法(CVD)利用二乙胺为碳源和氮源，以及Fe/NaY为催化剂，制备出氮掺杂碳纳米管(CNx)材料，并进一步浸渍FeSO4·7H2O得到Fe-CNx复合材料，用于煤直接液化催化。实验结果显示，这种复合材料在煤液化过程中表现出优秀的催化性能，能显著提升煤转化率和油收率。" 本文主要探讨了氮掺杂碳纳米管在煤直接液化催化中的应用，特别是Fe-CNx复合材料作为催化剂或助剂的效能。首先，研究者采用化学气相沉积法制备CNx，这是一种利用化学反应在高温下形成碳纳米管的方法，其中二乙胺同时作为碳和氮的来源，而Fe/NaY催化剂则起到了促进碳纳米管生长的作用。氮掺杂的碳纳米管具有独特的结构，其直径约为50至100纳米，石墨化程度高，这为其优异的催化性能奠定了基础。 接着，研究者通过Raman光谱、X射线衍射光谱(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了表征，这些技术可以揭示材料的微观结构、成分以及表面形态。氮掺杂碳纳米管的结构完整，形貌规整，氮的掺入可能增强了其电子结构，提高了催化活性。 实验部分，研究者将Fe-CNx复合材料分别作为单独的催化剂和"863"催化剂的助剂进行煤液化加氢反应。结果显示，0.3%的Fe-CNx复合材料作为单独催化剂时，其煤液化性能可与"863"催化剂相媲美。更值得注意的是，当作为助剂仅添加0.1%的Fe-CNx时，就能使煤转化率提高1.54%，油收率提高3.42%，显示出极强的助催化作用。 这项研究对于提升煤直接液化的效率和经济效益具有重要意义，因为通过优化催化剂和助剂可以降低催化剂的使用量，同时提高产物的产率。此外，氮掺杂碳纳米管的制备方法和其在煤液化催化中的表现，也为开发新型高效催化剂提供了新的思路和可能，对于清洁能源技术的发展具有积极的推动作用。