資源描述：
《甲醇合成催化反應(yīng)機(jī)理與催化劑失活因素考察》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、參考文獻(xiàn)????????????????????????????????．．58攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果?????????????????????．．64至i[謝????????????????????????????????????????????一65中國(guó)石油大學(xué)(華東)碩士學(xué)位論文第一章緒論1．1前言甲醇是一種重要的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)品，可以用于生產(chǎn)甲醛、氯甲烷、醋酸、硫酸二甲酯和甲胺等多種有機(jī)化工產(chǎn)品，消耗量?jī)H次于乙烯與氨，是第三大基礎(chǔ)化工原料。另外，甲醇能夠與汽油混合或單獨(dú)作為汽車燃料，且
2、具有環(huán)保與節(jié)能兩大優(yōu)勢(shì)。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量C02氣體被排放到大氣中，造成了全球氣候變暖和海平面上升等嚴(yán)重環(huán)境問題，因此如何減少C02排放并加以綜合利用成為世界各國(guó)急于解決的問題。C02加氫制甲醇工藝既能夠解決能源短缺問題，又可以緩解溫室效應(yīng)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。Zr02作為重要的過渡金屬催化劑載體，可以取代部分昂貴的稀有貴金屬，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，Cu／Zr02催化劑即是其中之一。研究表明，甲醇合成催化劑中Cu與Zr02之間較強(qiáng)的相互作用，有利于降低催化劑的還原
3、溫度，提高其活性【l】。關(guān)于甲醇合成反應(yīng)機(jī)理及活性中心問題，人們進(jìn)行了大量的研究工作，經(jīng)過幾十年的努力，已取得了很大的進(jìn)展，但在許多方面仍然存在爭(zhēng)議，這對(duì)于催化劑的優(yōu)化是十分不利的。對(duì)于新型銅鋯甲醇合成催化劑上C02加氫反應(yīng)機(jī)理，還有許多有待解決的問題。另外，銅基催化劑雖然具有較高的低溫活性，但其化學(xué)穩(wěn)定性差、耐熱性弱、操作要求高、使用壽命不穩(wěn)定。國(guó)產(chǎn)甲醇合成催化劑與國(guó)外仍然存在差距，具體體現(xiàn)在催化劑壽命短、低溫活性差。并且，目前關(guān)于Cu／Zr02催化C02加氫合成甲醇過程催化劑失活影響因素的研究還
4、十分欠缺。因此，對(duì)銅鋯催化劑上甲醇合成反應(yīng)機(jī)理、活性中心及其失活因素的深入考察十分必要。1．2C02加氫甲醇合成銅基催化劑的研究進(jìn)展隨著甲醇生產(chǎn)技術(shù)逐步改進(jìn)，人們提出了完全以C02為原料來生產(chǎn)甲醇的技術(shù)路線，這對(duì)于緩解由于大量C02排放引起的溫室效應(yīng)問題具有重要意義，也為廉價(jià)C02資源的利用提供了有效途徑。C02是豐富的潛在碳源，而甲醇本身能夠做能源或通過進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成其它能源物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了能源燃料．C02．甲醇．能源燃料之間的循環(huán)，從一定程度上解決了因化石能源燃燒導(dǎo)致的C02環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)了碳循環(huán)的
5、生態(tài)平衡。目前，C02加氫合成甲醇催化劑主要集中在以下三類：Cu／ZnO／A1203，Cu／ZnO／Si02以及Cu／ZnO／Zr02催化劑。除以上三類催化劑外，還開發(fā)出了其它種類并具有較高活性及選擇性的富C02甲醇合成催化劑。l成方法或添加助劑，用于富C02甲醇合成反應(yīng)，設(shè)備改造和生產(chǎn)成本低，反應(yīng)活性及選擇性較為理想。凌華招、寧文生及吳瑛分別采用共沉淀法制備了Cu／ZnO／A1203催化劑。凌華招【2】等主要對(duì)共沉淀法進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)其進(jìn)行了活性評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，采用并流共沉淀法制得的Zn、Al催化
6、劑具有更好的活性及熱穩(wěn)定性；寧文生【3J等采用草酸鹽凝膠作為沉淀劑，制備了Cu／ZnO／A1203催化劑。結(jié)果表明，Cu／ZnO／A1203催化劑中的C02加氫合成甲醇的性能受Cu．Zn之間協(xié)同作用強(qiáng)弱的影響，可以從催化劑中活性組分摩爾比及制備方法等方面調(diào)整Cu與Zn之間的協(xié)同效應(yīng)。其中，采用凝膠共沉淀法制備的催化劑，甲醇的收率和選擇性最高；吳瑛14】等在原有催化劑的基礎(chǔ)上，向Cu／ZnO／A1203催化劑中加入了Mn助劑，結(jié)果表明，加入Mn助劑有利于提高銅基催化劑的反應(yīng)性能。1．2．2Cu／ZnO
7、／Si02催化劑用于C02加氫合成甲醇的Cu／ZnO／Si02催化劑多數(shù)是采用溶膠凝膠法制各的大比表面、超細(xì)銅基催化劑。解紅娟【51等在CuO／Si02催化劑用于C02加氫合成甲醇的研究中，采用非水溶劑等容浸漬法制備催化劑，并與水做溶劑時(shí)的催化劑進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：非水溶劑(如乙醇和丙酮)做分散劑時(shí)，增加了C02的轉(zhuǎn)化率和甲醇的產(chǎn)率；并隨著CuO含量的提高或是溫度的升高，C02的轉(zhuǎn)化率和甲醇的產(chǎn)率也會(huì)增加。Toyir等【6】在Cu／ZnO／Si02催化劑中加入了Ga助劑，發(fā)現(xiàn)Ga的添加能夠改善Cu
8、／ZnO／Si02催化劑的性能，顯著提高甲醇的選擇性，增加C02的轉(zhuǎn)化率。1．2．3Cu／ZnO／Z雨2催化劑二氧化鋯為P型半導(dǎo)體，容易產(chǎn)生空穴，與金屬組分有較強(qiáng)的相互作用，是優(yōu)良的催化劑載體，具有氧化、還原性和酸、堿性。另外，zr的加入可以抑制富C02甲醇合成反應(yīng)過程中活性組分晶粒的聚集，以及一價(jià)銅的深度還原，可以有效地防止催化劑失活，表現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性【71。Koeppel[8】等采用浸漬法、離子交換法、沉淀沉積法、連續(xù)沉淀法和共沉淀法制備了Cu．Zr02催化劑
