添加纳米Fe/CNx对改进煤直接液化铁系催化剂性能研究

Fe/CNx（纳米铁与氮掺杂碳纳米管复合材料）是廉价、煤相容性好、环境友好的加氢催化复合新材料。催化裂解或综合利用煤液化残渣制得Fe/CNx催化剂助剂，微量添加到煤直接液化加氢反应器中，通过提高煤液化反应器中供氢溶剂加氢性能，降低了循环溶剂油用量，从根本上解决目前制约煤直接液化反应器自身供氢溶剂量不足而阻碍长周期运转和工业化放大的关键问题。在不改变神华煤直接液化基本工艺前提下，添加微量Fe/CNx催化剂助剂，与神华煤液化高效铁催化剂协同提高煤液化反应器中溶剂H/C比，降低溶剂循环量，提高液化转化率、降低能耗是本课题的创新点。系统考察组成、结构、液化反应工艺条件对Fe/CNx材料催化性能的影响，进而考察综合利用残渣制备Fe/CNx提高经济性；尝试微波辅助加热提高选择加氢性能和催化剂磁性回收工艺。开展本课题，将有望大大提升神华煤直接液化产业化进程中非常关键的煤液化铁催化剂加氢综合性能。

本项目的主要研究内容包括：Fe/CNx低成本合成方法；Fe/CNx组成与结构对煤直接液化加氢反应条件下溶剂一步加氢性能影响；Fe/CNx加入对煤直接液化反应工艺条件的影响；煤液化残渣制备Fe/CNx、微波辅助加热及煤液化催化剂磁性回收工艺探索。课题负责人带领课题组研究人员按照项目书中的研究内容，积极开展相关的研究工作，顺利完成既定任务。自本项目2011年9月立项以来，申请人与合作单位中国神华煤制油化工有限公司上海研究院紧密开展项目合作，确保项目顺利开展。已与神华上海研究院合作建立联合实验室，用于本项目开展所需加氢催化剂新材料制备、催化剂结构和加氢性能测试。已完成工作包括：.1 氮掺杂碳纳米管的优化制备；2 氮掺杂碳纳米管复合材料的优化制备及性能测试；3 氮掺杂碳纳米管复合材料的发明专利内容简介；4 Fe/CN复合材料的在煤直接液化加氢反应小结。完成的成果包括：SCI论文11篇，EI论文1篇，一般论文2篇；申请发明专利10项，其中3项已授权；申请实用新型专利授权1项；锻炼青年教师6人，培养研究生7人；锻炼合作企业工程师1人。