甲醇合成催化反應(yīng)機(jī)理及催化劑失活因素考察.pdf

1、以CO2為原料生產(chǎn)甲醇不但可以提供清潔燃料甲醇,而且對緩解CO2排放帶來的環(huán)境問題十分必要。但截至目前,CO2加氫合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理及催化劑失活問題的研究仍存在爭議。甲醇合成反應(yīng)機(jī)理以及催化劑失活因素研究能夠為反應(yīng)條件的優(yōu)化以及催化劑制備過程等催化體系的改進(jìn)提供理論依據(jù)。
　　 利用浸漬沉淀法制各了Cu/ZrO2甲醇合成催化劑,并應(yīng)用低溫氮?dú)馕摳?、X射線衍射及透射電鏡表征手段,考察了催化劑的比表面和孔結(jié)構(gòu)、物相結(jié)構(gòu)及微觀形貌等

2、;同時,結(jié)合催化劑反應(yīng)性能評價數(shù)據(jù)篩選出了較優(yōu)的催化劑。結(jié)果表明,以NaECO3為沉淀劑的催化劑CuO分散度最高,并存在大量CuO與ZrO2的晶界以及邊緣缺陷位,顯示了最高的CO2轉(zhuǎn)化率和甲醇的時空收率。
　　 通過動力學(xué)手段考察了CH/ZrO2催化劑上甲醇合成反應(yīng)的直接碳源、反應(yīng)路徑,研究發(fā)現(xiàn),CO2與CO都是合成甲醇反應(yīng)的直接碳源,其中CO2加氫是甲醇合成反應(yīng)的最優(yōu)路徑,且CO和CO2在甲醇合成反應(yīng)過程中具有相互促進(jìn)的作用。

3、利用質(zhì)譜在線分析技術(shù)得到甲酸基和甲?；欠磻?yīng)的中間物種。采用程序升溫脫附手段,分別考察了CO、CO2和H2在ZYO2載體和Cu/ZrO2催化劑上的吸附性能,并結(jié)合紅外光譜分析,得到反應(yīng)中間物種向甲醇的轉(zhuǎn)化過程主要在ZrO2表面進(jìn)行,Cu則起到吸附活化反應(yīng)物CO2、HE以及提高催化劑對反應(yīng)物種吸附量的作用,Cu與ZrO2在反應(yīng)中起到協(xié)同作用。
　　 此外,采用低溫氮?dú)馕摳?、XRD、TEM以及TG-DSC等表征手段,對催化劑的失活