MOFs材料在CO2加氢制甲醇催化剂中的应用

作为最主要的温室气体，CO₂的大量排放引发了全球变暖等一系列环境问题。利用CO₂加氢合成甲醇是实现CO₂循环利用、解决环境问题的切实可行的途径。开发高效、高选择性的催化剂是实现CO₂加氢制甲醇工业化应用的关键。近年来，金属有机骨架(MOFs)材料由于其结构多样性、设计灵活性的特点在催化领域引起了广泛关注，MOFs材料应用于CO₂加氢制甲醇催化剂的合成，可以有效解决目前CO₂加氢制甲醇催化剂存在的反应选择性低、CO₂转化率低、合成速率低等一系列问题，提高催化性能。综述了CO₂加氢制甲醇MOFs材料催化剂的研究进展，论述了MOFs材料应用于CO₂加氢制甲醇催化剂的优势及合成方法，评价了MOFs材料对不同的金属基催化剂的改善作用及存在的不足，并对其应用的挑战和前景进行了讨论。     

二氧化碳加氢合成甲醇研究获突破

正近日,天津大学化工学院教授刘昌俊课题组通过密度泛函理论研究了氧化铟负载的银催化剂应用于二氧化碳加氢制甲醇的可行性,从理论上确定了反应转化途径,并用实验证明了理论预测结果,在负载银催化剂高活性、高选择性二氧化碳加氢合成甲醇实验方面取得了突破。在碳中和背景下,二氧化碳如何进行高效转化成为化学家关注的焦点。在可能的各种化学反应中,最有希望开展大规模应用的是二氧化碳加氢生成甲醇的反应。     

二氧化碳催化加氢合成二甲醚的研究

以自然界广泛存在的二氧化碳为原料，催化加氢制甲醇和二甲醚具有重要的经济价值。采用CNJ202工业合成甲醇催化剂和HZSM-5沸石分子筛为原料制得二氧化碳加氢一步法合成甲醇及二甲醚双功能催化剂。测试结果表明，在实验条件下，该催化剂合适的配比是HZSM-5/ CNJ202=0.5（wt），焙烧温度550℃。还原条件是在以N₂为载气，2% H₂气氛中，于250℃、常压下还原6小时，催化剂粒度和一定变化的操作空速对二甲醚选择性无明显影响，提高反应温度有利于增大二甲醚的选择性。     

二氧化碳制甲醇研发动态

正——中国科学院发布消息称,近日,中科院山西煤炭化学研究所在二氧化碳加氢制甲醇技术方面取得进展:完成了二氧化碳加氢制甲醇工业单管试验,并实现了稳定运行,标志着该技术向工业化迈出了坚实一步。由于二氧化碳难以活化,因此高效催化剂的研发是实现二氧化碳加氢制甲醇过程的研究重点。该所课题组通过多年的系统研究,对铜基催化剂的设计与制备、催化剂的构效关系、反应工艺、二氧化碳活化和加氢反应机理等方面均有了深     

助剂二氧化硅对CO2加氢制备甲醇CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂(CZAZ)催化剂,用于二氧化碳加氢合成甲醇。通过加入少量的助剂二氧化硅得到了一系列CZAZ/SiO₂改性催化剂。采用XRD、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD以及CO₂-TPD等技术进行表征,研究了助剂二氧化硅含量对催化剂的物理化学性质以及组织结构的影响。结果表明,助剂二氧化硅的含量对催化剂的组织结构具有较大的影响。同时评价了该组催化剂参与二氧化碳加氢合成甲醇反应的催化性能。测试结果表明,采用助剂二氧化硅质量分数为4%的改性催化剂,表现出较为优良的催化活性。助剂二氧化硅促进了活性组分氧化铜的分散,并且经过二氧化硅改性的CZAZ催化剂具有更大的比表面积,这些因素都对该催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇方面的良好表现起到重要作用。     

锆基双金属氧化物催化剂硫中毒的研究

在工业二氧化碳加氢制甲醇过程中,硫化氢气体的引入将对该过程中使用的催化剂活性及稳定性带来负面的影响。基于此,采用微反应合成法成功制备了InZrO_x和ZnZrO_x锆基催化剂,并研究了在二氧化碳加氢反应中,硫化氢气体对锆基催化剂的结构性质及其催化性能的影响规律。结果表明,在T=573 K、p=3.0 MPa和GHSV=18 000 mL/(g_cat·h)条件下,仅通入二氧化碳/氢气反应气时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性分别为7.2%、9.3%和93%、92%。在二氧化碳/氢气原料气中通入体积分数为5×10^-3硫化氢气体时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择性都降为0,这主要是因为硫化氢气体占据了氧空位,导致锆基双金属氧化物催化剂硫中毒失活。当停止通硫化氢气体时,InZrO_x和ZnZrO_x催化剂的二氧化碳转化率和甲醇选择...     

二氧化碳与氢气合成二甲醚催化剂的研制

以二氧化碳为原料,加氢催化制甲醇和二甲醚具有重要的社会经济意义。研究采用CNJ202合成甲醇催化剂和HZSM－5沸石分子筛制得了二氧化碳加氢一步法合成甲醇及二甲醚双功能催化剂。实验测试结果表明,该催化剂合适的配比是HZSM－5／CNJ202＝0．5（wt/wt),合适的焙烧温度550℃,还原条件是在以N2为载气,2％H2气氛中,于250℃、常压下还原6h。催化剂粒度和不太大的操作空速变化对二甲醚选择性无明显影响,提高反应温度有利于增大二甲醚的选择性。测试显示,进一步改进双功能催化剂,可望大幅度提高CO2转化率,获得较高的生成二甲醚的选择性,为工业试验提供了依据。     

二氧化碳加氢催化合成甲醇的研究进展

介绍了二氧化碳加氢催化合成甲醇的重要战略意义以及其反应机理,着重介绍了国内外二氧化碳加氢催化合成甲醇所用催化剂的研究进展,并对该技术目前存在的问题进行了分析和探讨,最后,对今后该方面的研究发展方向提出了建议。     

CeO_2改性Cu/TiO_2光催化合成甲醇的影响因素

光催化二氧化碳加氢合成甲醇反应,在减少二氧化碳的同时可生产重要的化工原料,对CeO_2改性Cu/TiO_2光催化合成甲醇的反应影响因素进行总结,为光催化二氧化碳加氢合成甲醇的研究做出了有益的探索。     

中科院完成二氧化碳加氢制甲醇工业单管实验

正中国科学院发布消息称,近日,中科院山西煤炭化学研究所在二氧化碳加氢制甲醇技术方面取得进展。由副研究员赵宁带领的研究团队与所内课题组密切配合,完成了二氧化碳加氢制甲醇工业单管实验,并实现了稳定运行,标志着该技术向工业化迈出了坚实一步。由于二氧化碳难以活化,因此高效催化剂的研发是实现二氧化碳加氢制甲醇过程的研究重点。课题组通过多年的系     

浆态床中二氧化碳加氢合成甲醇

研究了浆态床中自行开发的LP201甲醇合成催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的过程。探讨了不同操作条件,如温度、压力、气体空速、原料气配比等对反应的影响;考察了该催化剂在浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中的稳定性。实验结果表明,浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中主要产物为甲醇、CO和水;随温度的增加,CO2的转化率和甲醇产率呈现上升的趋势,但甲醇的选择性明显下降;压力的升高有利于CO2的转化率、甲醇产率以及甲醇的选择性提高;原料气空速的提高会增大甲醇产率,但同时降低CO2的转化率以及甲醇的选择性;CO2的转化率、甲醇收率以及甲醇的选择性在氢碳摩尔比4～5获得极大值。LP201催化剂的寿命考察结果表明,该催化剂具有较好的催化活性和稳定性。     

二氧化碳能带来无限商机——访石油和化学工业规划院副院长史献平（中）

国外一些技术领先的企业正在研发二氧化碳加氢制甲醇催化剂。     

山西煤化所二氧化碳加氢制甲醇技术取得进展

<正>近日,山西煤化所在二氧化碳加氢制甲醇技术方面取得进展。由赵宁副研究员带领的研究团队与所内课题组密切配合,完成了二氧化碳加氢制甲醇工业单管试验,并实现了稳定运行,标志着该技术向工业化迈出了坚实一步。甲醇是化学工业中最重要的基础原料之一,也是一种清洁能源。将二氧化碳中的碳、氧资源进行利用,通过加氢过程合成甲醇,有助于实现碳资源的循环利用并减少对化石能源、资源的依赖,同时减轻环境负担。     

二氧化碳催化加氢制甲醇研究进展

近年来，许多工业领域频繁使用化石燃料，导致温室气体(GHG)大量排放，大气中二氧化碳含量急剧增多。化石燃料的枯竭，全球变暖、气候变化以及燃料价格的急剧波动，使新型环保燃料成为研究热点。将二氧化碳转化为高附加值产品的过程被认为是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施。甲醇是一种重要的化工原料和能源，在行业内的需求与日俱增。为顺应国家双碳目标和绿色环保战略规划，CO₂热催化加氢制甲醇工艺得到广泛研究。使用二氧化碳生产甲醇工业生产过程中，二氧化碳的来源很多，可从炼油厂、炼煤厂、制锰厂等排放的烟气中分离。氢气可从绿色能源发电电解水得到，如太阳能、水力或风能发电。利用可再生能源进行CO₂催化加氢制甲醇，不仅可在很大程度减少二氧化碳排放，碳资源也可实现循环再生利用，能有效缓解我国当前能源及化工原材料缺口。通过介绍甲醇性质以及近年来国内外甲醇生产技术发展历史，从催化剂和工艺方面综述了甲醇制备方法以及尚需解决的关键问题，目前二氧化碳制甲醇催化剂虽然有了一定研究进展，但其性能距实现工业化还有一定难度，CO₂催化加氢制甲醇整体所需工业成本较高...     

一种氢气和二氧化碳合成甲醇的工艺方法

公开(公告)号CN101386564公开(公告)日2009.03.18本发明公开了一种氢气和二氧化碳合成甲醇的工艺方法,主要步骤包括:在第一反应器中,氢气和二氧化碳在铜基加氢催化剂作用下进行第一步催化反应,得到甲醇、水、一氧化碳;然后在气液分离器中进行分离,液态的甲醇和水被分离出,气态的一氧化碳、氢气和二氧化碳进入第二反应器,在合成甲醇催化剂作用下,进行第二步合成反应,得到     

CO_(2)催化加氢制甲醇技术研究进展

CO_(2)的高效转化利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义。利用CO_(2)加氢制甲醇是减少碳排放、增加产品价值的一条重要途径。本文从CO_(2)加氢产物,CO_(2)加氢合成甲醇反应机理、催化剂和工艺几个方面论述CO_(2)加氢合成甲醇的研究现状,开发高活性的催化剂是CO_(2)加氢制甲醇实现工业化的关键技术手段。     

二氧化碳加氢合成甲醇反应铜基催化剂研究进展

二氧化碳加氢合成甲醇反应是二氧化碳利用的重要途径,其中催化剂的研究是技术的关键。本文针对反应采用的铜基催化剂,从铜基催化剂的制备方法、活性组分铜的分散度、铜粒径以及铜与载体间界面作用等方面,分别对其影响催化剂的活性、甲醇的选择性以及稳定性作用进行研究综述。通过分析认为:催化剂的制备方法影响催化剂的铜分散度、铜粒径及铜与载体间的作用,从而影响催化剂催化性能。其中在共沉淀法的基础上进行改进是目前催化剂制备方法的研究趋势,且增加铜分散度、减小铜粒径及增大铜与载体间作用对二氧化碳加氢合成甲醇反应铜基催化剂的催化性能有不同程度的影响。该综述为进一步研制高活性、高甲醇选择性和优异稳定性的新型催化剂提供参考。     

Cu系催化剂在催化反应中的研究进展

Cu是常用的金属催化剂,具有加氢、脱氢和氧化等催化性能,铜基催化剂在化学工业中应用广泛。主要介绍了铜基催化剂在甲醇水蒸汽重整制氢、CO催化氧化消除、合成甲醇、草酸二甲酯加氢合成乙二醇、乙醇脱氢制乙酸乙酯等领域的研究进展。     

二氧化碳加氢合成低碳烯烃的研究进展

大气中逐年升高的二氧化碳浓度对全球环境产生了严重的影响。通过可再生能源得到的H₂与CO₂反应生成低碳烯烃,不但可以使CO₂得到资源化利用,还能减少低碳烯烃的生产对于石油资源的依赖。该技术还有望实现从海水中得到燃油。本文主要对CO₂加氢合成低碳烯烃的热力学、反应机理和催化剂研究进行了综述。目前,该反应中使用的催化剂以Fe系为主。文中简要介绍了直接转化催化剂中的载体、助剂和双金属活性组分对反应性能的影响以及经甲醇路线制低碳烯烃的双功能催化剂在该反应中的应用。高性能催化剂的设计以及反应机理的探索是CO₂加氢合成低碳烯烃未来的发展方向。     

合成甲醇催化剂的新进展

综述了合成甲醇的低温液相合成法、甲烷催化氧化法和二氧化碳催化加氢法等新工艺所使用的催化剂及其活性中心、催化反应条件和反应机理的研究近况。与传统的合成气合成甲醇技术相比 ,在催化剂性能、原料成本及发展前景等诸方面各有优点 ,提倡大力开发以二氧化碳或甲烷生产甲醇的绿色化学新工艺。