K-Co-Mo-clay催化劑的制備、結構及CO加氫合成醇性能研究.pdf

1、低碳醇可以作為汽油添加劑、清潔燃料和化工基礎原料，具有重要的應用價值。在由CO加氫制備低碳醇的催化劑體系中，鉬基催化劑因為其獨特的抗硫性能而受到廣泛關注。本論文在課題組以往工作基礎上，以粘土clay為載體，將溶膠凝膠與等體積浸漬法相結合，制備了一系列clay擔載的K-Co-Mo催化劑，采用XPS、H2-TPR、XRD、N2等溫吸脫附等手段系統(tǒng)研究了不同Mo負載量和還原溫度對催化劑結構的影響，并結合CO加氫合成低碳醇性能測試結果，探究了催

2、化劑的構效關系。
　　本論文分為三個章節(jié):第一章是文獻綜述;第二章主要介紹了Mo的擔載量對催化劑結構及性能的影響;第三章主要研究還原溫度對催化劑結構及性能的影響。
　　第一章緒論首先介紹了與低碳醇相關的背景知識;其次綜述了當前合成氣催化轉化中涉及到的幾種催化劑體系:改性甲醇合成催化劑、改性F-T合成催化劑、貴金屬Rh基催化劑和Mo基催化劑的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀及各自的優(yōu)缺點。并對Mo基催化劑的載體助劑等效應作了重點介紹;最后介

3、紹本論文的研究內容及研究方法。
　　第二章研究了Mo負載量對催化劑結構和合成醇性能的影響。XRD結果表明活性組分在clay載體表面有較好的分散度?；钚越M分的擔載降低了clay的層間距離，但clay的基本結構沒有發(fā)生明顯變化。在催化劑還原后出現(xiàn)了CoMoO3物種，說明還原溫度過程促進了Co與Mo物種的相互作用。XPS結果表明新鮮催化劑表面存在Mo4+和Mo6+，還原后生成了一種新的Moδ+(0＜δ＜4)物種，該物種被認為是CO非解離

4、吸附的活性中心，有利于醇的形成。N2等溫吸脫附結果表明，clay屬于Ⅳ類等溫線H3型回滯環(huán)的結構。負載催化劑保持了clay孔結構的完整性。H2-TPR結果表明Mo負載量的提高促進了Mo6+的還原，但是對Co2+和Mo4+的還原沒有明顯的影響?；钚詼y試結果表明，在Mo負載量為50％時，醇的時空產率為98.6 g/kg-1h-1，與非負載催化劑相比提高了約50％，同時醇產物分布中C1OH/C2+OH從0.88下降到0.50。負載催化劑活性較

5、高的原因可歸結為催化劑的介孔結構在一定程度上延長了合成醇反應中間體在孔道中的滯留時間，有利于C2+OH醇的形成;此外，活性組分在clay表面具有較高的分散度。這意味著催化劑具有較高的活性比表面積，有利于醇的形成。
　　第三章主要是研究還原溫度對催化劑結構和性能的影響。還原溫度的提高增強了粒子的晶化程度。當還原溫度為773 K時，催化劑表面的Moδ+物種含量最高，催化劑合成醇活性最好。穩(wěn)定性測試結果表明經過100 h的反應后，催化劑