Cu/MgO催化剂中Cu与MgO协同作用对合成气加氢制甲醇性能的影响

新型高效甲醇(CH₃OH)合成铜基催化剂可克服目前商业铜基催化剂反应活性低和反应过程中易失活等缺点,对实现煤炭资源清洁利用目标具有重要意义。通过共沉淀法合成了一系列Cu/MgO催化剂,利用固定床微分反应器系统对催化剂性能进行了评价,并采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H₂-TPR)、程序升温脱附(H2-TPD和CO-TPD)以及漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)等表征方法分析了催化剂的物理化学性质,研究了Mg含量(物质的量分数)对铜基催化剂表面结构及合成气制甲醇性能的影响。结果表明,MgO不仅可以改变催化剂表面铜物种的分散度和晶粒尺寸,还可调节铜基催化剂的还原性能,Cu与MgO的协同作用提高了铜基催化剂对合成气的吸附和活化速率,从而提高了催化剂的甲醇合成活性;Mg含量为67%时,催化剂表面Cu⁰物种的晶粒尺寸最小为11.5 nm,在催化剂表面分散效果最明显,展现出最佳的甲醇合成性能,合成气制甲醇的转换频率达到5.67×10^-1s^-1。     

铜基甲醇合成催化剂的表征及铜、锌组分间的相互作用

利用XRD、TPD、IR等实验手段对纯ZnO、纯CuO、CuO Al2 O3二组分样品、CuO ZnO二组分样品、CuO ZnO Al2 O3三组分甲醇合成催化剂进行了表征 ,这些结果及甲醇合成活性数据均表明了铜基催化剂中铜和锌组分间存在的相互作用。当Cu/Zn/Al比例一定时 ,以Zn(Ac) 2 代替Zn(NO3) 2 作原料制得的铜基甲醇催化剂 ,其锌组分更分散 ,铜、锌组分间的相互作用较强 ,活性也较高。     

助剂Zr对浆态床合成气/CO_2制甲醇铜基催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法,以Na2CO3为沉淀剂,制备了Cu O/Zn O/Al2O3(CZA)和Zr-Cu O/Zn O/Al2O3(Zr-CZA)催化剂,对其进行了BET、XRD、FT-IR和SEM表征,并考察了其在浆态床中由合成气/CO2合成甲醇的催化性能。结果表明,Zr-CZA催化剂的比表面积达176.19m2·g-1,高于CZA催化剂的89.11m2·g-1;所制备的前驱体均发生了同晶取代反应,生成了活性物相锌孔雀石和绿铜锌矿,且Zr-CZA催化剂还原后的XRD峰更为弥散,说明其活性组分铜的晶粒尺寸更小;Zr-CZA催化剂的CO转化率明显高于CZA催化剂,且在566h的寿命试验中稳定性良好,失活速率仅为0.103%/d。     

合成甲醇铜基催化剂的超声制备及催化性能

研究了超声共沉淀法制备Cu/Zn/Al/Zr甲醇合成催化剂及其对催化活性的影响.结果表明,采用超声技术可以显著提高催化剂的活性.XRD表征结果表明,超声共沉淀技术制备催化剂可改变催化剂前体的物相,形成Cu、Zn彼此分散均匀的固溶体,表现为氧化态催化剂的粒度减小,铜锌组分间分散程度增加.     

ZnO对草酸二甲酯加氢Cu/SiO2催化剂的抑制效应

以草酸二甲酯加氢制备乙二醇为目标反应,研究了添加助剂ZuO对Cu/SiO2催化剂的影响,结果表明,引入助剂锌后催化剂的加氢活性迅速下降,催化剂的织构表征和XRD、TPR分析表明,助剂氧化锌破坏了Cu/SiO2催化剂前体结构,使得孔径变大,比表面积下降;氧化锌的存在能够促使氧化态铜更易还原为Cu0,并使得催化剂晶粒长大,主要加氢活性组分Cu2O含量降低,进而抑制了反应.     

均苯三甲酸辅助合成CuZnAlZr催化CO2加氢制甲醇

CO₂加氢制甲醇是合成化学增值品的重要途径之一,有助于缓解能源与环境压力。采用共沉淀法合成了用于CO₂加氢制甲醇的Cu Zn Al Zr催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、N₂O-H₂滴定、N₂吸/脱附、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对所得催化剂进行了表征,详细考察了均苯三甲酸(BTC)辅助合成对Cu Zn Al Zr催化剂活性Cu物种的分散度及其催化性能的影响。结果表明,在Cu Zn Al Zr催化剂前驱体中引入BTC后,焙烧阶段分解生成气体产物有利于增加催化剂的比表面积并产生更多的孔隙结构,还可减弱Cu与载体氧化物之间的相互作用,有助于Cu物种的分散。当BTC引入量为n(BTC)/n(Cu²⁺)=1/6时,在空气中焙烧所得Cu Zn Al Zr催化剂表面存在更多高度分散的较小Cu晶粒和Zn O晶相,Cu与Zn O物种之间的...     

含碳Cu-Zn-Al乙炔选择性加氢催化剂制备及性能

采用共沉淀法制备不同Cu/Zn摩尔比铜-锌-铝水滑石前体,焙烧后经过乙炔预处理和H₂还原得到Cu_mZn_3-mAl-LDO(T140-R150)催化剂(m取值为1、1.5、2、3)。对上述含碳铜-锌-铝催化剂进行N₂物理吸附、X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜表征,研究其在大量乙烯存在时乙炔选择性加氢反应中的催化性能。结果表明：在铜-铝水滑石中引入锌,可提高前体中铜的分散度,有利于碳化铜(Cu_xC)加氢活性相的生成,提高乙炔选择性加氢反应的性能。催化剂最佳制备条件为：Cu/Zn摩尔比1,乙炔处理温度140℃,乙炔处理时间2 h,氢气还原温度150℃,氢气还原时间3 h。在温度100℃和压力0.1 MPa条件下,Cu_1.5Zn_1.5Al-LDO(T140-R150)催化乙炔选择性加氢反应的乙炔转化率达100%,乙烯选择性为53.9%,C₄选择性为15.5%,乙烷选择性为30.6%。     

合成气直接制取二甲醚的双功能催化剂的TPR研究

利用浸渍法和共沉淀法合成Cu/Co/TiO2甲醇合成催化剂,选取γ-Al2O3、磷酸改性γ-Al2O3,二氧化钛改性γ-Al2O3,以及Hβ型分子筛作为甲醇脱水催化剂,两者按照一定的比例混合制得合成二甲醚的双功能催化剂,通过TPR、XRD等表征手段对其进行了研究,结果表明共沉淀法制备的Cu/Co/TiO2催化剂比浸渍法制备的易于还原;添加甲醇脱水催化剂后Cu/Co/TiO2催化剂还原温度普遍降低.     

铜锌比对CuO-ZnO-ZrO_2催化剂CO_2加氢合成甲醇性能的影响

采用并流共沉淀法制备了一系列不同铜锌原子比的CuO-ZnO-ZrO2催化剂,通过X射线衍射、N2物理吸附、H2程序升温还原和CO2吸附-脱附等对催化剂结构进行了表征,并在固定床微催化反应器上评价了催化剂的CO2加H2合成甲醇活性。研究表明,适宜的Cu/Zn有利于提高活性组分分散度,同时形成Cu-Zn协同活性位,提高表面强碱性位强度及数量,从而提高催化剂转化率以及甲醇选择性。当n(Cu)/n(Zn)=1时,催化剂的CO2转化率、甲醇选择性达到较好值,分别为22.0%和28.8%。     

二步共沉淀法制备的铜基甲醇合成催化剂的研究

固定Al含量为10%(Al/(Cu+Zn+Al),原子百分比),应用二步同时加料共沉淀法制备了一系列具有不同Cu/Zn比例的铜基甲醇合成催化剂。通过测试催化剂活性、结构和还原性质表明,n(Cu)/n(Zn)=4/5的催化剂中,CuO与ZnO二组分间相互均匀分散程度最大,催化剂活性最高,催化剂还原温度最低。考察了焙烧温度对催化剂活性、结构及还原过程的影响。     

铜锌原子比对CuO-ZnO/Al_2O_3催化剂合成甲醇性能的影响

以铝乳液的形式引入Al,采用反加共沉淀法制备了一系列Cu与Zn的原子比(简称Cu/Zn原子比)不同的CuO-ZnO/Al2O3催化剂;以合成气为原料,在固定床微型连续流动反应器中评价了CuO-ZnO/Al2O3催化剂合成甲醇的性能;采用XRD、H2-TPR和BET等方法对催化剂进行了表征,考察了Cu/Zn原子比对CuO-ZnO/Al2O3催化剂合成甲醇性能的影响。实验结果表明,Cu/Zn原子比的变化对催化剂前体的物相组成和催化剂的活性有明显影响;当Cu/Zn原子比为3时,催化剂的初活性和耐热后活性最高,其前体中含有较多的锌-孔雀石相((Cu,Zn)2CO3(OH)2),该物相分解时生成还原温度较低的CuO-ZnO固溶体,使Cu与Zn的相互作用增强,提高了催化剂的活性。     

掺杂钙钛矿催化剂的制备及其催化合成气直接转化制C2+醇性能研究

由合成气直接转化制C₂₊醇(碳链中含两个及两个以上碳原子的醇类)是目前最有前景的醇类化合物合成路线之一,而钙钛矿结构的催化剂可用于提高该过程中的C₂₊醇合成性能。采用共沉淀法分别制备了Co、Mn掺杂的钙钛矿LFC和LFM催化剂(L、F、C和M分别指金属La、Fe、Co和Mn),系统考察了不同焙烧温度和掺杂元素对钙钛矿催化剂的C₂₊醇合成性能的影响。多种表征结果显示,低焙烧温度可优化LF-600(“-”后的数字指焙烧温度)催化剂的结构和吸附行为,在LF-600催化剂上,CO解离和非解离位点的耦合有助于提高反应的CO转化率和总醇的选择性,分别达16.9%和31.2%(质量分数),且Co和Mn的掺杂可改变LF-600催化剂的产物分布和活性。与LF-600催化剂相比,LFC-600催化剂的H₂吸附能力低,有利于反应链增长,从而将C₂₊醇在总醇中的比例从60.4%提高至71.6%。LFM-600催化剂具有更多的低温H₂吸附位点,导致醇类产物以甲醇为主,而Mn掺杂导致...     

载体对同晶取代法制备Cu/ZnO催化剂结构及催化性能的影响

在同晶取代法制备CuO/ZnO催化剂前驱体(Cu,Zn)_2CO_3(OH)_2物相过程中,添加具有较高比表面积的AC、Al_2O_3、SBA-15、MCM-41、SiO_2等载体,制备出铜锌负载型催化剂,用于催化合成气制甲醇反应。采用XRD、AAS、BET、H_2-TPR、TEM等表征手段,研究载体对催化剂结构和性能的影响。结果表明,虽然负载型催化剂中Zn/(Cu+Zn)质量比和未负载的CuO-ZnO中的比例相近,但由于有部分Zn(NO_3)_2浸渍在载体孔道中,而没有取代Cu生成(Cu,Zn)_2CO_3(OH)_2,使负载型催化剂中Cu-Zn相互作用的活性位点减少,导致其催化活性低于未负载CuO-ZnO催化剂。CuO-ZnO/SBA-15中Zn取代Cu的量最大,CuO晶粒尺寸为最小的12.8nm,分散性较好,其催化合成甲醇时空收率达到最高值176.2g/(kg·h),但仍低于未负载CuO-ZnO的256.0g/(kg·h)。     

ZrO_2在二甲醚合成催化剂CuO-ZnO-ZrO_2/HZSM-5中的作用

采用并流共沉淀法制备了一系列不同ZrO2含量的CuO-ZnO-ZrO2甲醇合成催化剂,与HZSM-5分子筛机械混合制备了一步法合成二甲醚的双功能催化剂CuO-ZnO-ZrO2/HZSM-5,在固定床反应器中进行合成气直接制二甲醚的研究,考察了ZrO2在催化剂中的作用。结果表明,ZrO2的加入能显著提高催化剂性能,当ZrO2含量达到x(ZrO2)=0.06时,催化剂的活性、选择性较高并且耐热性能较强。而过量的ZrO2会降低催化剂的耐热性能。利用TPR?XRD对催化剂进行了表征,发现适量ZrO2的加入不仅有助于提高Cu活性组分在催化剂表面的分散,使催化剂不容易高温烧结,而且有利于促进催化剂还原。     

CO_2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展

综述了CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展情况,重点介绍了双功能催化剂中甲醇合成活性组分、甲醇脱水活性组分和双功能催化剂的制备方法。CuO-ZnO基复合氧化物是最常用的甲醇合成活性组分,其铜锌比、制备方法和条件及助剂等显著影响双功能催化剂的性能。由于反应体系中含有较多的水,HZSM-5分子筛比γ-Al2O3更适合作为双功能催化剂的甲醇脱水活性组分。     

CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展

综述了CO2加氢直接制二甲醚双功能催化剂的研究进展情况,重点介绍了双功能催化剂中甲醇合成活性组分、甲醇脱水活性组分和双功能催化剂的制备方法.CuO-ZnO基复合氧化物是最常用的甲醇合成活性组分,其铜锌比、制备方法和条件及助剂等显著影响双功能催化剂的性能.由于反应体系中含有较多的水,HZSM-5分子筛比γ-Al2O3更适合作为双功能催化剂的甲醇脱水活性组分.     

凝胶网格共沉淀法制备CuO/ZnO/Al_2O_3及其催化CO_2加氢合成甲醇研究

以琼脂为分散介质采用凝胶网格沉淀法制备了CuO/ZnO/Al2O3催化剂,利用N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR、TEM等方法对催化剂进行了表征,研究了其CO2加氢合成甲醇的催化反应性能,并与草酸盐凝胶共沉淀法和传统并流共沉淀法制备的催化剂进行了对比。结果表明:采用凝胶网格共沉淀法制备的催化剂具有较小的颗粒尺寸和较低的还原温度,在2.0MPa、230℃、空速2400mL/(g.h)、V(H2)∶V(CO2)=3∶1的反应条件下进行CO2加氢合成甲醇反应,甲醇的选择性和收率分别为43.12%和6.63%,相对其它两种方法制备的催化剂有比较明显的提高。     

CuO-BaO/SiO_2催化剂的表面性质、还原性能及氢解反应性能

研究了在合成气或纯氢气气氛下ＣｕＯ－ＢａＯ／ＳｉＯ２催化剂甲酸甲酯氢解反应活性的变化,并对催化剂进行了ＴＰＲ、ＴＥＭ和ＢＥＴ表征。结果表明,合成气氢解反应活性和甲醇选择性明显低于纯氢氢解反应活性和甲醇选择性,反应温度高对提高催化剂活性有利,但同时也加速了副反应的进行。随着负载量的增加,其比表面积、孔容和孔径逐渐降低;铜载量＜２０％时,催化剂孔结构为单孔型孔道;铜载量＞２０％以后,其孔结构呈双孔型孔道。铜载量对ＣｕＯ－ＢａＯ／ＳｉＯ２催化剂的还原性能影响很大,随着铜载量的增加,还原温度升高;焙烧温度小于５００℃时,催化剂还原性能基本不发生变化,且易于还原;焙烧温度大于５００℃后,催化剂还原温度升高而变得难于还原     

非负载镍基催化剂的加氢性能

采用固相反应法制备了Ni-Zr非负载型催化剂,通过BET、XRD、H₂-TPR和H₂-TPD等手段对催化剂进行了表征,并评价了该系列催化剂的乙苯加氢活性。结果表明,相对纯Ni催化剂,Ni-Zr非负载型催化剂具有较大的比表面积,提高了活性组分的利用率。同时由于Ni、Zr两组分的相互作用,使Ni组分以游离NiO和难还原NiO 两种相态存在;当二者比例适当时,Ni-Zr催化剂具有较强的吸附H₂能力和较高的加氢活性。     

Cr浸渍顺序对CuO-CeO2催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢性能的影响

采用等体积浸渍法,通过改变浸渍顺序制备了Cr₂O₃/CuO-CeO₂,CuO/Cr₂O₃-CeO₂,CuO-Cr₂O₃-CeO₂催化剂,评价了催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的催化性能;结合XRD、N2吸附-脱附和H₂-TPR等表征方法,研究了Cr浸渍顺序对CuO-CeO₂催化剂结构及其催化性能的影响。实验结果表明,CuO晶粒粒径、Cu比表面积和还原性质主要受Cr浸渍顺序的影响;Cr₂O₃/CuO-CeO₂催化剂的CuO晶粒粒径较小、Cu比表面积较大、表相CuO的还原温度较低,因此具有较好的催化活性。在反应温度为260℃、水与甲醇的摩尔比为1.2、甲醇水蒸气气态空速为1760 h^-1的条件下,Cr₂O₃/CuO-CeO₂催化剂的甲醇转化率达100%,较未掺杂助剂Cr的催化剂高9.97百分点。