不同AlOOH的結(jié)構(gòu)及其對催化性能影響的研究.pdf

1、AlOOH是一種具有雙層結(jié)構(gòu)的不完整氧化鋁水合物，其層內(nèi)部由Al-O鍵連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層間由羥基形成的氫鍵相連。AlOOH界面能高、孔隙率大、比表面大、分散性好，被廣泛用于制備γ-Al2O3前驅(qū)體，且該過程具有“記憶效應(yīng)”，所得γ-Al2O3與AlOOH前驅(qū)體保持一致的形貌;此外AlOOH可用作吸附劑，同時可以作為催化劑載體負(fù)載Pd、Au、Ru等活性組分用于低溫（120-145℃）有機合成。但是關(guān)于AlOOH作為催化劑活性組分的研究鮮

2、有報道。
　　本課題組前期研究中發(fā)現(xiàn)采用完全液相法制備的CuZnAl催化劑中Al組分是以AlOOH的形式存在，而不是以傳統(tǒng)Al2O3的形式存在。通過設(shè)計實驗發(fā)現(xiàn)完全液相法制得的AlOOH作為獨立的催化劑組分用于漿態(tài)相甲醇脫水反應(yīng)亦具有高的活性和優(yōu)異的穩(wěn)定性，這一研究開創(chuàng)了AlOOH作為催化劑活性組分使用的先例。但是，關(guān)于AlOOH結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系至今未進行系統(tǒng)研究。
　　本文采用完全液相法、沉淀法、水熱法制備AlOOH，系統(tǒng)

3、研究了AlOOH的制備方法對其結(jié)構(gòu)以及催化甲醇脫水行為的影響，并將AlOOH與工業(yè)甲醇合成催化劑進行機械混合，探究復(fù)合催化劑在CO加氫反應(yīng)中的催化性能。利用XRD、FT-IR、NH3-TPD-MS、CO-TPD-MS、CO2-TPD-MS、BET、SEM、TG-DTG等測試手段對有代表性的催化劑進行了表征，并與活性評價結(jié)果相關(guān)聯(lián)。主要得到以下結(jié)論:
　　1.AlOOH不同制備方法顯著影響其結(jié)構(gòu)及其甲醇脫水能力，完全液相法制備的Al

4、OOH催化劑有較多的晶格缺陷，具有適量的強、弱酸比例，使其在甲醇脫水反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的活性及穩(wěn)定性，尤其是低溫反應(yīng)活性;水熱法制備的AlOOH結(jié)晶度高，強酸中心量大，削弱了它的甲醇脫水能力;沉淀法制備的AlOOH晶粒度小，不僅活性低，而且穩(wěn)定性差。
　　2.AlOOH不同制備方法顯著影響復(fù)合催化劑的CO加氫反應(yīng)性能。完全液相法制備的AlOOH對CO幾乎沒有吸附活性，復(fù)合催化劑具有較強的甲醇脫水能力;沉淀法制備的AlOOH晶粒小，易

5、形成更多的弱堿性位，導(dǎo)致水煤氣變換反應(yīng)速度提高，產(chǎn)生較多的CO2;水熱法制備的AlOOH結(jié)晶度高，具有完整的層間結(jié)構(gòu)，對CO具有較強的解離吸附作用，可以起到碳鏈增長的作用，與工業(yè)甲醇合成催化劑混合可以形成較好的低碳醇催化劑。
　　3.水熱法制備的不同形貌的AlOOH顯著影響復(fù)合催化劑的CO加氫反應(yīng)性能。梭形AlOOH催化劑具有較強的弱酸，晶型較彌散，主要暴露(200)晶面，有利于甲醇脫水，CO加氫產(chǎn)物分布主要是二甲醚;納米棒、立方

6、體、針形的AlOOH結(jié)晶度較高，主要暴露(020)晶面，有利于碳鏈增長，其產(chǎn)物分布主要是低碳醇。針狀、立方體、納米棒狀形貌的催化劑具有起鍵合作用的層間結(jié)構(gòu)水，但其含量不同，意味著三種形貌的催化劑層狀結(jié)構(gòu)的完整程度不同。
　　4.要提高低碳醇選擇性，需要增加混合醇合成催化劑上雙活性中心的含量，用于鏈增長和含氧化的兩類活性中心需達到平衡才能構(gòu)成雙活性中心，而不是單一的增加其中任一活性組分的含量。較低的H/CO的比例以及280℃的溫度有