K-Co-Mo-C催化劑結(jié)構(gòu)、表面物種及合成低碳醇反應(yīng)原位DRIFTS研究.pdf

1、人們對全球氣候變化的關(guān)注，化石燃料的快速消耗和石油價格的急劇增長等因素推動了生物燃料的快速發(fā)展。低碳醇不僅可以替代甲基叔丁基醚作為汽油添加劑提高汽油的辛烷值，并且由于燃燒時僅產(chǎn)生CO2和H2O，所以低碳醇還是一種新型的清潔燃料。合成氣合成低碳醇的催化劑中，鉬基催化劑由于抗硫中毒能力強(qiáng)和反應(yīng)條件比較溫和而被廣泛研究。為進(jìn)一步提高醇的產(chǎn)率和C2+醇的選擇性，改善產(chǎn)物的分布，本論文采用溶膠凝膠法合成了一系列的還原態(tài)K-Co-Mo/C催化劑，并

2、通過XRD，XPS，H2-TPR和原位DRIFTS等表征手段對催化劑的物種、還原性、價態(tài)、CO吸附活性位和合成氣合成低碳醇反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。本論文得到的結(jié)論如下:
　　1.研究了Co/Mo摩爾比對K-Co-Mo/C催化劑結(jié)構(gòu)的影響。對于還原前的催化劑，Mo物種主要是以Mo6+和Mo4+的形式存在。少量Co的加入能夠促進(jìn)催化劑的分散、減小粒子尺寸，過量Co的加入導(dǎo)致CoMoO3相的形成。還原后催化劑的結(jié)晶度明顯增強(qiáng)，適量Co的加

3、入有利于MoO2的還原，形成Moδ+(1＜δ＜4)物種。其中，Co/Mo=0.5時，催化劑表面Moδ+物種含量最高。
　　2.研究了還原溫度對K-Co-Mo/C(Co/Mo=0.5)催化劑結(jié)構(gòu)的影響。隨著還原溫度從673 K升至773 K，催化劑中生成較多的MoO2，其中Moδ+的含量達(dá)到最高(48.66％);當(dāng)還原溫度升至873 K時，由于過高的還原溫度造成了催化劑的燒結(jié)，催化劑中出現(xiàn)了Mo3Co3C物相。此外，還原溫度的升高會

4、導(dǎo)致部分Co物種進(jìn)入催化劑的體相。
　　3.研究了Co/Mo摩爾比和還原溫度對合成氣吸附的影響。Co的加入能促進(jìn)CO在催化劑表面的吸附。當(dāng)Co/Mo摩爾比為0.5、還原溫度為773 K時，CO在Moδ+上的吸附最強(qiáng)。結(jié)合活性數(shù)據(jù)，認(rèn)為催化劑表面的Moδ+物種可能是合成醇的活性中心。
　　4.利用原位DRIFTS研究了Co/Mo摩爾比為0.5催化劑合成低碳醇反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合成氣在K-Co-Mo/C催化劑表面產(chǎn)生的物種主要