超重力共沉淀法制備銅基甲醇合成催化劑及其性能表征.pdf

1、甲醇是是C1化學(xué)的基礎(chǔ)物質(zhì)，它是精細(xì)化工重要的基礎(chǔ)原料，主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。近年來(lái)，能源危機(jī)的頻繁爆發(fā)，以及環(huán)境污染的加劇，使人們對(duì)于新型清潔能源的需求越來(lái)越迫切。甲醇因其自身清潔、無(wú)毒、無(wú)污染的特性，自上世紀(jì)60年代來(lái)，吸引了越來(lái)越多的目光。經(jīng)過(guò)深加工后，甲醇可以作為柴油、汽油的摻燒物質(zhì)，其燃燒值高，可減少尾氣污染。在我國(guó)這樣一個(gè)能源消耗大國(guó)，開(kāi)展新型甲醇合成催化劑

2、的研究具有廣闊的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的意義。
　　 目前，工業(yè)上銅基催化劑一般采用共沉淀法制備，但是傳統(tǒng)共沉淀反應(yīng)在攪拌釜中進(jìn)行，由于受到設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的限制，為了達(dá)到微觀結(jié)構(gòu)的均勻混合，就必須以高能耗為代價(jià)，因此不利于工業(yè)生產(chǎn)。此外，由于產(chǎn)物不能及時(shí)移出反應(yīng)體系，使得反應(yīng)體系中的物質(zhì)生成速率不均，反應(yīng)時(shí)間相差較大，CuO/ZnO兩組分相互分散度不高。由此生成的催化劑顆粒粗細(xì)不等，活性組分分布不均。
　　 超重力技術(shù)的出現(xiàn)，能

3、夠很好的解決以上問(wèn)題。它能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物在反應(yīng)體系內(nèi)的瞬間微觀均勻混合，制備催化劑時(shí)，反應(yīng)成核區(qū)和晶體生長(zhǎng)區(qū)是分開(kāi)的，使晶體的生長(zhǎng)區(qū)置于完全宏觀混合區(qū)，制備出的催化劑組分分布均勻、粒度分布窄且晶型可控。它的出現(xiàn)為催化劑的制備提供了新的探索途徑。
　　 本文首次采用超重力反應(yīng)技術(shù)制備銅基甲醇合成催化劑，并對(duì)其催化性能進(jìn)行了表征與評(píng)價(jià)。在實(shí)驗(yàn)中，制備一系列不同Cu/Zn摩爾比的CuO/ZnO/Al2O3催化劑，并對(duì)催化劑制備過(guò)程中存在的

4、各種影響因素進(jìn)行了研究，采用XRD、TG-DSC、IR、BET、N2吸附、SEM等表征方法對(duì)催化劑前軀體、氧化物的物相組成、粒徑、孔結(jié)構(gòu)、表面形貌等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，采用超重力共沉淀法所制備的CuO/ZnO/Al2O3催化劑與傳統(tǒng)共沉淀法制備的催化劑相比，粒度更細(xì)化，比表面積更大，Cu、Zn兩組分分散度更好。同時(shí)，采用CO+H2混合氣在5.0MPa下進(jìn)行甲醇合成活性測(cè)試。結(jié)果表明，超重力共沉淀法制備的催化劑在220℃～260℃的范圍