雙功能催化劑的制備及甲醇催化反應(yīng)性能研究.pdf

1、催化劑在化工生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生命活動(dòng)中，都大顯身手，而催化劑在各色各類的化學(xué)反應(yīng)中，都發(fā)揮著無法替代的作用。甲醇不僅是一種重要的生物燃料，在合成織物、芳香產(chǎn)業(yè)和燃料電池方面，有極其重要的作用。甲醇可以氧化生成甲醛，甲醇，并進(jìn)一步縮合成甲酸甲酯(MF)，甲縮醛等重要的化工產(chǎn)品。對于甲醇的氧化反應(yīng)的探究是研究的重點(diǎn)方面。
　　采用氣固法，應(yīng)用固定床作為甲醇氧化的實(shí)驗(yàn)裝置。雙功能體現(xiàn)在既有酸性中心，又有氧化中心，兩種作用集中在一種催化劑

2、中，給反應(yīng)帶來便利。氧化中心可選取一些具有氧化性質(zhì)的金屬，如Au、Pt、Rh、Pd等。酸性中心和氧化中心的結(jié)合體現(xiàn)在，通過使用介孔或大孔的酸性載體，并在載體上負(fù)載氧化中心，當(dāng)反應(yīng)氣體通過此類催化劑，酸性作用和氧化作用就都得以體現(xiàn)。
　　本文初步對γ-Al2O3、SiO2、TiO2進(jìn)行催化劑載體選取，根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果最終選取γ-Al2O3作為酸性載體。對催化劑的放置量及空速比等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探究，并選取最優(yōu)條件，即催化劑的質(zhì)量用量為0

3、.02g，實(shí)驗(yàn)空速條件是氧氣20ml/min，氮?dú)?0ml/min。在此基礎(chǔ)上，本課題對Au/γ-Al2O3、Pd/γ-Al2O3及AuPd/γ-Al2O3系列催化劑進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析，得出單組份中的最佳活性組分用量及雙組分比例催化最佳比例，對甲醇氧化催化反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化評(píng)價(jià)，目前取得階段性進(jìn)展。
　　甲醇轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加，MF選擇性先增加后減少。其中Au/γ-Al2O3中金元素的負(fù)載摩爾量從2.5×10-5mol依次增加到

4、25.0×10-5mol，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)從0.49％到4.9％。負(fù)載量為10.0×10-5mol，160℃時(shí)甲醇轉(zhuǎn)化率15％，MF選擇性100％，MF收率為15％。Pd/γ-Al2O3中鈀元素的摩爾負(fù)載量從2.5×10-5mol到25.0×10-5mol，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)從0.27％到2.66％。負(fù)載量為10.0×10-5mol，95℃時(shí)甲醇轉(zhuǎn)化率48％，MF選擇性為60％，MF收率為29％。AuPd/γ-Al2O3此系列催化劑，Au和Pd的具體

5、組分信息:①Au7.5×10-5mol,Pd2.5×10-5mol②Au5.0×10-5mol,Pd5.0×10-5mol③Au2.5×10-5mol,Pd7.5×10-5mol④Au8.3×10-5mol,Pd1.7×10-5mol⑤Au1.7×10-5mol，Pd8.3×10-5mol。負(fù)載量為①，溫度170℃時(shí)，甲醇轉(zhuǎn)化率27％，MF選擇性90％，MF收率24％。
　　本文還對AuPd/γ-Al2O3催化劑進(jìn)行了重復(fù)使用性能