熱處理?xiàng)l件對CuZnAl催化劑合成低碳醇性能的影響.pdf

1、低碳醇具有非常廣泛的應(yīng)用前景，可以作為清潔的液體燃料和良好的汽油添加劑，同時它還可以作為基礎(chǔ)原料用于生產(chǎn)其他化學(xué)產(chǎn)品。在化石燃料資源日益減少的情況下，由合成氣催化制備低碳醇的研究受到了人們的廣泛關(guān)注。
　　目前，對于合成氣制低碳醇的研究多集中在對催化劑的改良，但效果均不盡如人意，存在諸多問題，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。本課題組利用自創(chuàng)的完全液相法制備了不含任何堿金屬及F-T組元的CuZnAl催化劑，在CO加氫實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn)其具有高的低碳醇

2、選擇性，尤其是乙醇，但催化劑的重現(xiàn)性并不太理想，且對催化劑結(jié)構(gòu)還缺乏深刻認(rèn)識，因此有必要對其進(jìn)行更加深入的研究。
　　本文首先考察了高壓下熱處理溫度對催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響，同時研究了不同的CuZnAl比例對催化劑性能的影響，最后采用提前加熱處理過的液體石蠟為熱處理和反應(yīng)介質(zhì)，考察了其對催化劑合成低碳醇性能的影響。本文通過XRD、H2-TPR、BET、NH3-TPD-MS、XPS、SEM等方法對催化劑進(jìn)行了表征分析，結(jié)合催化劑的活

3、性評價數(shù)據(jù)，進(jìn)一步了解了催化劑的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與高C2+OH選擇性的關(guān)系。得出以下主要結(jié)論：
　　1.高溫、高壓熱處理可以提高合成乙醇的選擇性和穩(wěn)定性。熱處理?xiàng)l件為4.0MPa、280℃時，催化劑的乙醇選擇性隨著時間的推移持續(xù)提高，122 h后達(dá)到26.13％且保持穩(wěn)定。
　　2.催化劑大的比表面積、適中且穩(wěn)定的Cu/Zn摩爾比、適宜含量的兩種Cu2O、比例適當(dāng)?shù)膹?qiáng)弱酸性位，都是提高乙醇選擇性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。
　　

4、3.高壓熱處理可以抑制Cu0晶粒在反應(yīng)過程中長大，加強(qiáng)催化劑中各組分之間的相互作用，有利于尖晶石的形成，但過多的尖晶石會弱化活性組分的作用，降低催化劑的活性。
　　4.高壓熱處理下催化劑配比影響催化劑的結(jié)構(gòu)與性能。較多的Al組分含量有利于尖晶石的形成，改變Cu2O的存在形式，降低了孔徑，使其有利于二甲醚的生成。ZnO晶粒的大小對催化劑的活性影響并不顯著， Zn組分量的增多并沒有顯著促進(jìn)C2+OH的生成。
　　5.預(yù)熱處理后的