碳納米管負(fù)載金屬鎳催化甲醇羰基化反應(yīng)的研究.pdf

1、本文對(duì)碳納米管負(fù)載鎳催化劑在常壓下甲醇?xì)庀圄驶磻?yīng)中的作用進(jìn)行了研究。對(duì)載體碳納米管的預(yù)處理及催化劑的制備方法，前期處理溫度進(jìn)行了詳細(xì)研究，對(duì)甲醇羰基化的反應(yīng)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，并比較了碳納米管(CNTs)與活性炭(AC)載體的鎳催化劑的催化性能。選取了鋅、鉬、鈷、銅、鑭等金屬作為第二種組分分別添加到Ni/CNTs催化劑中進(jìn)行篩選，重點(diǎn)考察了羰化活性較好的Ni-Mo/CNTs和Ni-Cu/CNTs催化劑，并對(duì)多金屬組分的Ni-Mo-Cu/

2、CNTs催化劑進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明： 1、用10mol/L硝酸處理碳納米管所制備的Ni/CNTs催化劑的羰化活性較好，濃度過(guò)高或過(guò)低的硝酸處理碳納米管，都不利于催化劑的羰化活性的提高，活性測(cè)定的結(jié)果和催化劑TEM的結(jié)果一致。 2、以甲醇作為溶劑，等體積浸漬制備催化劑時(shí)，采用分步干燥法可獲得性能較好的碳納米管負(fù)載鎳催化劑。其分步干燥條件為：先在40℃下烘烤2小時(shí)，再升溫至60℃烘烤4小時(shí)，然后在紅外燈下干燥半個(gè)小時(shí)。

3、 3、催化劑熱處理溫度為300℃，還原溫度為500℃時(shí)，副產(chǎn)物相對(duì)較少，乙酸收率達(dá)最大值(9.90％)。熱處理溫度為400℃，還原溫度為500℃時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)最大值，但此時(shí)甲醚的選擇性較大。 4、通過(guò)考察催化劑中鎳含量、反應(yīng)溫度和空速等因素對(duì)甲醇羰基化反應(yīng)的影響，得出了甲醇常壓羰基化的最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度280℃，CO：MeOH=2：1，CO空速3000/L(kgcat.h)-1～3600/L(kgcat.h)-1，

4、鎳含量8wt.％，此時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為32.8％，乙酸的選擇性和收率分別為33.17％和10.88％，乙酸的選擇性是相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道Ni/AC催化體系的兩倍。 5、Ni/CNTs催化劑甲醇的轉(zhuǎn)化率與Ni/AC催化劑相當(dāng)，但Ni/CNTs催化劑的乙酸的選擇性要高于后者，可能是由于碳納米管的給電子作用使氧化鎳易還原，與活性組分之間的作用力相對(duì)較弱，有利于表面物種的還原。 6、選取了鋅、鉬、鈷、銅、鑭等元素作為第二種組分分別添加到N

5、i/CNTs催化劑中，發(fā)現(xiàn)除鋅、鈷外，鉬、鑭、銅對(duì)Ni/CNTs催化劑的羰化活性都有一定的促進(jìn)作用。Mo的添加雖然使Ni/CNTs催化劑甲醇轉(zhuǎn)化率有所降低，但是由于抑制了甲醚的生成，使羰化產(chǎn)物乙酸的選擇性提高了13.29％；Cu的添加使Ni/CNTs催化劑的甲醇轉(zhuǎn)化率提高的幅度最大，且乙酸收率也提高了6.64％。 7、采用分浸法制備的Ni-Mo/CNTs催化劑(先漬鎳再浸鉬)有較好的羰基化活性，而采用共浸法所制備的Ni-Cu/C