钌基氨合成催化剂的成型及机械强度研究

摘要

催化剂的机械强度是固体催化剂的一项重要的性能指标。催化剂机械强度对于工业装置的正常运转具有十分重要的地位。　　本文从钌基氨合成催化剂载体活性炭的成型以及机械强度研究入手，运用磨损强度和堆积压碎强度两种测定方法，对钌基催化剂的机械强度进行了较详细的考察，为实现钌催化剂的工业化提供了借鉴。文章阐述了粉末活性炭的成型条件；分析了成型压力、成型时间、酸处理、粘结剂以及水粉比等成型条件对成型活性炭强度的影响；测定了原粒度活性炭的堆积压碎强度和磨耗强度；研究了钌催化剂机械强度与载体活性炭的关系；考察了钌催化剂制备过程中浸渍过程和干燥方式对催化剂机械强度的影响；对钌催化剂机械强度进行了可靠性分析。

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第一章文献综述

1.1前言

1.2固体催化剂机械强度测试研究

1.2.1压碎强度

1.2.2磨耗强度

1.3固体催化剂成型研究

1.3.1固体催化剂的形状

1.3.2常见的成型方法

1.3.3固体催化剂成型研究现状

1.3.4活性炭成型研究现状

1.4固体催化剂机械强度的理论研究

1.4.1固体催化剂机械强度与显微结构的关系

1.4.2形成催化剂强度的本源力

1.4.3脆性材料断裂力学与固体催化剂机械强度

1.5固体催化剂机械强度研究中存在的问题

1.6统计实验设计简介以及数理统计分布与强度的可靠性

1.6.1正交实验设计

1.6.2正态分布与对数正态分布

1.6.3 Weibull分布

1.6.4数理统计分布与机械强度可靠性

1.7选题意义及实验方案

第二章实验部分

2.1试剂和仪器

2.2活性炭成型的装置和方法

2.3单颗粒压碎强度测定

2.4堆积压碎强度(Bulk Crushing Strength-BCS)测定

2.5磨耗强度测定

2.6样品的结构表征

2.6.1活性炭孔容的测定

2.6.2比表面及孔结构测定

2.7 SEM扫描电镜

2.8 XRD表征

2.9催化剂活性评价

第三章活性炭的成型及其机械强度研究

3.1不同基质活性炭的成型

3.1.1粉末活性炭直接成型

3.1.2添加粘结剂成型

3.2活性炭的成型条件及其影响因素

3.2.1正交实验

3.2.2活性炭的粒度对成型的影响

3.2.3成型压力的影响

3.2.4成型时间的影响

3.2.5粘结剂的影响

3.2.6石墨的影响

3.2.7含水量的影响

3.2.8硝酸处理对活性炭成型的影响

3.3原粒度活性炭的机械强度测定

3.4本章小结

第四章Ru/C氨合成催化剂的机械强度及其影响因素

4.1钌催化剂的成型

4.2钉催化剂的机械强度与载体活性炭的关系

4.2.1活性炭的硝酸处理

4.2.2活性炭的氢气处理

4.2.3活性炭的高温处理

4.3浸渍和干燥过程对钉催化剂机械强度的影响

4.3.1浸渍过程对于机械强度的影响

4.3.2干燥过程对机械强度的影响

4.4钌催化剂的机械强度测定

4.5钉催化剂机械强度机理的初步探讨

4.6本章小结

第五章机械强度的可靠性分析

5.1催化剂应具备的机械强度

5.1.1堆积压碎强度

5.1.2磨耗强度

5.1.3钉催化剂应具备的机械强度最低值

5.2机械强度可靠性

5.2.1利用正态分布或对数正分布来来表示强度数据的可靠性

5.2.2 Weibull分布与催化剂强度数据的统计分析

5.2.3正态分布与Weibull分布拟合钌催化剂压碎强度的比较

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

附录

致谢