甲醇合成催化劑制備及反應(yīng)性能研究.pdf

1、甲醇是一種基本有機(jī)化工產(chǎn)品和環(huán)保動(dòng)力燃料,廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、燃料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。由二氧化碳與氫氣合成甲醇不僅能實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中碳源的循環(huán)利用,減少二氧化碳排放,而且能解決化工和能源領(lǐng)域?qū)状嫉男枨?。而?shí)現(xiàn)這一過程的關(guān)鍵技術(shù)是高效催化劑的開發(fā)。
　　 分別采用分步沉淀法(FP)、浸漬沉淀法(DP)和固態(tài)反應(yīng)法(SR)制備了Cu/ZrO2甲醇合成催化劑。通過低溫氮?dú)馕摳?、XRD、TPR、In-situ IR和XPS等

2、表征手段,對(duì)催化劑的比表面和孔結(jié)構(gòu)、物相結(jié)構(gòu)、還原性能及銅鋯之間相互作用等進(jìn)行了考察,并結(jié)合催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),篩選出了最優(yōu)的催化劑制備方法。結(jié)果表明:不同制備方法所得催化劑的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)性能差異明顯,分步沉淀法和固態(tài)反應(yīng)法催化劑比表面高,還原溫度高,銅鋯之間相互作用弱,浸漬沉淀法催化劑孔徑小,分布集中,還原溫度低,銅鋯間作用最強(qiáng),其顯示了最高的CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇的時(shí)空收率。另外,Cu/ZrO2催化CO2加氫合成甲醇的反應(yīng)性能好壞與銅

3、鋯之間相互作用強(qiáng)弱密切相關(guān),相互作用越強(qiáng),催化劑還原溫度越低,甲醇的時(shí)空收率越高,而催化劑的比表面積并不是影響反應(yīng)性能好壞的決定因素。
　　 為進(jìn)一步改善催化劑的反應(yīng)性能,引入MnO2、Al2O3和B2O3作為助劑。研究發(fā)現(xiàn),助劑的引入在一定程度上提高了催化劑的活性,但影響了其選擇性。其中,B2O3的引入使甲醇的選擇性明顯降低；但Al2O3的引入使甲醇的選擇性明顯提高,時(shí)空收率最大。值得一提的是MnO2的助劑效應(yīng)沒有Al2O3和