二氧化碳加氢合成二甲醚CuO-ZnO/HZSM-5催化剂的研究

在CuO-ZnO/HZSM-5双功能催化剂上进行了CO2加氢合成二甲醚的研究,实验结果表明CuO-ZnO 是CO2加氢合成二甲醚双功能催化剂的加氢组分,HZSM-5是脱水组分,二者应尽可能地结合得紧密些,以便充分发挥二者的"协调"、"促进"作用;CuO-ZnO与HZSM-5的最佳配比为9∶1(m).通过DTA、XRD、TPR、H2-TPD、CO2-TPD、BET等方法对双功能催化剂进行表征,考察了催化剂的还原、吸附等特性,得到了一些有意义的结果.     

二甲醚水蒸气重整制氢CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2/固体酸复合催化剂

Steam reforming(SR) of dimethyl ether(DME) was investigated for the production of hydrogen for fuel cells.The activity of a series of solid acids for DME hydrolysis was investigated.The solid acid catalysts were ZSM-5 [Si/Al=25,38 and 50:denoted Z(Si/Al)] and acidic alumina(γ-Al₂O₃) with an acid strength order that was Z(25)>Z(38)>Z(50)>γ-Al₂O₃.Stronger acidity gave higher DME hydrolysis conversion.Physical mixtures containing a CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂ catalyst and solid acid catalyst to couple DME hydrolysis and methanol SR were used to examine the acidity effects on DME SR.DME SR activity strongly depended on the activity for DME hydrolysis.Z(25) was the best solid acid catalyst for DME SR and gave a DME conversion>90% [T=24℃,n(H₂O)/n(DME)=3.5,space velocity=1179 ml·(g cat)^-1·h^-1,and P=0.1MPa].The influences of the reaction temperature,space velocity and feed molar ratio were studied.Hydrogen production significantly depended on temperature and space velocity.A bifunctional catalyst of CuO-ZnO-Al₂O₃-ZrO₂ catalyst and ZSM-5 gave a high H₂ production rate and CO₂ selectivity.     

制备条件对山梨醇氢解CuO-ZnO催化剂的影响

研究了并流共沉淀法制备的CuO-ZnO催化剂在山梨醇催化氢解反应中的催化性能,考察了催化剂制备时不同沉淀温度和不同pH对催化剂性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和SEM等手段对催化剂及其前驱体的分散状态、还原性能和表面形貌进行了表征。结果表明,沉淀pH显著影响催化剂的分散程度和表面形貌,而沉淀温度则影响催化剂及其前驱体中CuO、ZnO的分散状态和分子组成形式;当 pH=8.0和沉淀温度为70 ℃时,催化剂的活性最佳。     

CuO-ZnO-ZrO_2催化剂的还原性能及其低温CO催化氧化性能

采用共沉淀法制备得到CuO-ZnO-ZrO2催化剂及对比样品CuO-ZnO,通过XRD、BET、XPS、H2-TIR、H2-TPR等表征,考察了ZrO2的添加对CuO-ZnO-ZrO2催化剂的还原性能及其CO催化氧化性能的影响。与CuO-ZnO相比较,CuO-ZnO-ZrO2催化剂的比表面积增大、CuO和ZnO粒子的平均粒径减小、表面Cu粒子含量增多、还原性能得到显著提高,表明ZrO2的添加有利于提高CuO分散度,存在更多与ZnO相互作用的CuO微粒。TPR的还原动力学研究进一步证实了ZrO2对CuO还原性能的促进作用。在CO催化氧化反应中,CuO-ZnO-ZrO2样品的催化活性最高,并且还原温度对该催化剂的CO催化氧化性能影响显著,在160℃还原活化的催化剂具有77.3%的还原度,表现出较优的CO催化氧化性能。在50℃、3 MPa的反应条件下,CuO-ZnO-ZrO2催化剂可将液相丙烯中体积分数1.0×10-5的CO脱除低至2×10-8,连续反应1 500 min,稳定性能良好。     

CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土催化CO2加氢合成低碳烯烃

以廉价的高岭土为原料,三乙胺为模板剂,采用水热法制备了负载型催化剂(SAPO-34)-高岭土。通过将CuO-ZnO负载于(SAPO-34)-高岭土表面制备了双功能催化剂CuO-ZnO/(SAPO-34)-高岭土,用XRD、SEM、EDS、BET、H_2-TPR及NH_3-TPD对合成的催化剂进行了表征,将其用于催化CO_2加氢制备低碳烯烃,在反应温度为673 K、反应压力为3 MPa、空速为1 800 m L/(g_(cat)·h)、V(CO_2)∶V(H_2)=1∶3的条件下,CO_2单程转化率为43.5%,低碳烯烃的选择性和产率分别为63.8%和27.8%。在连续8 h的催化性能测试中,低碳烯烃的产率最低为18.7%。     

La助剂对甲醇水蒸气转化制氢CuO-ZnO/Al_2O_3催化剂性能的影响

研究了La助剂对CuO -ZnO/Al2 O3催化剂性能的影响 ,得到了活性和稳定性较好的CuO -ZnO -La2 O3/Al2 O3催化剂。应用TPR、XRD、SEM及XPS等方法对催化剂进行了表征 ,结果表明 :La助剂的加入使催化剂表面的Cu组份含量增加并使Cu/Zn摩尔比提高 ;La助剂的加入极大地提高了催化剂的稳定性 ;反应过程中催化剂表面Cu组份含量逐渐下降是催化剂活性下降的直接原因。     

CuO-ZnO敏感材料气敏机理的研究

以四种CuO含量不同的CuO-ZnO敏感材料对不同浓度的H2S和CH3CH2OH的反应为例,测试了CuO-ZnO敏感材料的阻–温特性及灵敏度与CuO含量的关系,分析了该材料的敏感机理。它的阻–温特性及灵敏度与氧吸附及隧道效应有关。     

CuO-ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2催化加氢合成甲醇的研究

采用并流共沉淀法制备了CO2加氢合成甲醇的CuO-ZnO/ZrO2催化剂,考察了反应温度、压力和空速等对催化剂性能的影响,并进行了催化剂活性稳定性评价。在原料气配比一定,CO2催化加氢合成甲醇较好的工艺条件为反应温度250℃,压力2.0MPa,空速1600h-1时,此时CO2转化率为23.1%,甲醇的选择性为50.2%。催化剂重复使用5次,CO2转化率仍在20%以上,催化剂活性稳定性较好。     

CuO/ZnO比和制备条件对CuO-ZnO催化剂氢解山梨醇制备C4～C6多元醇性能的影响

研究了并流共沉淀法制备的CuO-ZnO催化剂在山梨醇催化氢解反应中的催化性能,考察了不同铜锌比、不同沉淀pH值及沉淀温度对催化剂性能的影响,采用XRD、H2-TPR和SEM等手段对催化剂的分散状态、还原性能和表面形貌进行了表征.结果表明CuO是催化剂的活性组分,且当CuO/ZnO=1/1、沉淀pH值为8.0及沉淀温度为70 ℃时催化剂活性达到最佳,山梨醇的转化率和目标产物的收率分别达到86.42%和59.18%;此时催化剂中CuO和ZnO的协同作用最佳、有效CuO单元数目最多,催化剂表面的晶粒分布规则均匀同时彼此之间的分散最好.     

超滤膜法CuO-ZnO复合催化剂的制备及催化性能

采用中空纤维超滤（UF）膜反应器制备了CuO-ZnO复合催化剂,考察了复合方式、ZnO含量及催化反应条件等因素对催化剂性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的CuO-ZnO催化剂由于形成的铜锌固溶体具有协同催化效应,其性能优于复配法制备的CuO/ZnO催化剂;当ZnO质量分数为25%时,CuO-ZnO催化剂的比表面积达40.47 m2/g,颗粒粒径为19 nm;该催化剂在反应温度为90 ℃、用量为9 g/L条件下催化异丙苯氧化反应时,过氧化氢异丙苯产率可达38.74%,反应选择性达到84.62%,表现出最佳催化效果。