中国化学会第32届学术年会
重要日期
注册参加会议 登录会议管理
线上墙报
基于X射线断层扫描(XCT)和聚焦离子束-氦离子显微镜(FIB-HIM)的FCC催化剂孔隙网络全尺度解析及优化
郄志鹏 孙飞 高继慧 赵广播 Arash Rabbani Julia Behnsen 王赢 Masoud Babaei 矫义来 范晓雷*

分会

第三十六分会: 多孔功能材料

摘要

气−固/液−固异相反应是生物质气化、燃煤污染物脱除以及原油精炼等能源、环境、化工过程的重要反应类型;无论作为固相反应物、吸附剂还是催化剂,多孔材料在异相反应中均扮演着重要角色。在反应过程中,流体相反应物需先在催化剂的孔道网络中发生物质输运,逐渐接近分布在材料内部的反应活性位点,进而发生目标反应,因此,多孔材料孔隙网络结构的合理序构是提升吸附、催化性能的基础,多孔材料纳米、亚纳米尺度孔隙结构的精准表征则是揭示构效关系的关键。针对多孔材料孔隙结构的表征,传统的气体入侵方法(如低温N2吸附)和二维图像法(如TEM)难以直观地反应孔道的立体形态和连通性,且单一表征方法由于分辨率和探测视野之间的矛盾,无法获得微米—纳米跨尺度的孔隙全景信息。本文以石油精炼过程中最常见的流化催化裂化(FCC)所采用的沸石类催化剂为研究对象,提出采用X射线断层扫描(Tomography)和聚焦离子束氦离子显微镜(FIB-HIM)相结合的手段,深度解析了多孔催化剂内部的三维孔隙网络结构和活性组分分布,进一步与传统的孔隙表征方法如低温N2吸附、压汞等结合,获得了0.4 nm−30 µm范围内的全尺度孔径分布。在此基础上,基于获得的FCC颗粒内孔隙网络模型开展了渗透性模拟,并引入改进的非线性规划(NLP)算法对孔结构进行优化设计,提出了强化物质输运性能最优的孔隙配组模式。本文研究结论对高性能多孔催化剂的合成提供了指导,提出的整体优化流程对多孔材料设计具有普遍性参考价值。

关键词

X射线断层扫描;聚焦离子束氦离子显微镜;孔隙网络;FCC催化剂;渗透性

线上墙报仅限年会已缴费参会代表观看。

您还没有登录,请您先 点击这里登录

郄志鹏 哈尔滨工业大学 共1人点赞了这篇线上墙报。