改进型合成甲醇铜基催化剂NC208的低氢活化(英文)

用TPR、DTA和XRD方法研究了改进型合成甲醇铜基催化剂NC208,成功地建立了对该催化剂进行低氢活化的程序升温还原程序并把它用于工业生产,取得了很高的甲醇收率。     

改进型铜基甲醇合成催化剂NC208的活性相谱学表征

利用ＸＲＤ和ＦＴＩＲ等谱学方法，对改进型铜基联醇催化剂ＮＣ２０８和工业催化剂Ｃ２０７的活性相进行了谱学表征。实验结果表明，联醇铜基甲醇合成催化剂的活性中心可能是“Ｃｕｘ＾０－Ｃｕ＾＋－Ｏ－Ｚｎ＾２＋／Ａｌ２Ｏ３－ＭＯｘ”；添加少量金属氧化物助剂的改进型ＮＣ２０８催化剂工作表面Ｃｕ＾＋活性位的浓度比Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ三组份工业催化剂Ｃ２０７高；ＮＣ２０８催化剂能维持工作表面具有较大的Ｃｕ＾＋／Ｃｕ＾０     

改进型铜基甲醇含成催化剂NC208的活性相谱学表征

利用XRD和FTIR等谱学方法,对改进型铜基联醇催化剂NC208和工业催化剂C207的活性相进行了谱学表征.实验结果表明,联醇铜基甲醇含成催化剂的活性中心可能是Cu_x⁰-Cu⁺-O-Zn²⁺/Al₂O₃-MOx添加少量金属氧化物助剂的改进型NC208催化剂工作表面Cu⁺活性位的浓度比Cu－Zn－Al三组份工业催化剂C207高;NC208催化剂能维持工作表面具有较大的Cu⁺/Cu0比,即维持较高的Cu＋价态稳定性,这与该催化剂的活性和热稳定性明显优于C207有着密切联系.     

Cu/Zn/Al/Mn催化剂上CO/CO2加氢合成甲醇特性研究

利用共沉淀法制备了四组分的Cu-Zn-Al-Mn和Cu-Zn-Al-Ce催化剂以及三组分的Cu-Zn-Al催化剂。利用组成H2/CO/CO2/N2=66/27/3/4(体积比)的富CO原料气对催化剂进行了活性评价，并研究了温度、压力和空速等反应条件对催化剂活性的影响。结果发现添加适量的锰助剂能显著提高催化剂的活性和热稳定性。利用SEM和XRD方法进行了催化剂的结构和形貌表征，同样表明锰助剂可以起到阻止CuO晶粒长大和促进CuO分散作用。利用富CO2的生物质原料气体积比为H2/CO/CO2/N2=50/25/20/5对Cu-Zn-Al-Mn催化剂进行的评价表明：Cu-Zn-Al-Mn催化剂上CO/CO2加氢合成甲醇的甲醇产率和选择性均有下降，在试验范围内，甲醇产率下降11％～25％，选择性为93％～95％。     

CO2加H2合成甲醇Cu－Zn－O催化剂表面化学态研究

应用XRD、ESR、URDS、XPS及XAES等手段研究了CO₂加H₂合成甲醇Cu-Zn-O催化剂在还原后和反应状态下的表面化学状态,结果表明,在还原及反应状态下,催化剂表面仅能检测到Cu⁰,而未发现稳定的Cu²⁺和Cu⁺存在;ZnO被部分还原产生低价锌Zn^2-δ(0<δ<2).关联活性测试结果认为,Cu⁰/Zn^(2-δ)+O构成CO₂加H₂合成甲醇反应的活性中心。     

超临界甲醇中Ce/Cu/Zn/Al催化木质素制备酚类化合物的研究

采用共沉淀法制备Ce/Cu/Zn/Al催化剂,并将其应用于超临界甲醇中木质素的催化液化.考察单因素条件对木质素转化率和生成酚类的影响,得到最佳反应条件:反应温度320℃,反应时间120 min,催化剂用量150 mg,初始压力2 MPa,木质素的转化率达到67.33%,酚类产率达到30.84%.同时,以苯酚及愈创木酚为模型物,比较有无催化剂对液化产物分布或选择性生成的影响. Ce/Cu/Zn/Al催化剂的加入促进了甲醇的重整及其与模型化合物苯酚、愈创木酚的烷基化反应,从而生成了大量的烷基苯酚.     

氧化铜/氧化锆甲醇合成催化剂的性能研究

以超临界干燥法制得的超细ＺｒＯ２为载体，浸渍铜后所得的ＣｕＯ／ＺｒＯ２催化剂对ＣＯ／Ｈ２合成甲醇呈现出较好的活性选择性，反应温度对催化剂的活性和选择性有较大的影响，ＸＰＳ结果表明，载体和活性组分间存在着相互作用，ＴＰＲ结果说明ＣｕＯ／ＺｒＯ２中的铜以两种形式存在，一种为体相铜，另一咱为高度分散的铜，后者的含量和甲醇产率存在着顺应关系，它应是关键的活性组分。     

高分散度铜基甲醇合成催化剂的研究

高分散度铜基甲醇合成催化剂的研究李基涛高利珍张伟德陈明树（厦门大学化学系物理化学研究所３６１００５）７０年来甲醇合成催化剂被广泛关注，特别是６０年代后期英国ＩＣＩ公司发明低温低压铜基甲醇合成催化剂以来，人们对铜基甲醇合成催化剂的制备与表征进行了深入地...     

液相还原法制备Cu/Zn/Al/Zr催化剂用于CO2加氢合成甲醇

近年来,由于大气CO2浓度增加引起的温室效应正日益威胁着人类的生存与发展,CO2的捕获与利用是有望解决温室效应和能源危机的有效途径.CO2催化转化为甲醇成为众多研究者关注的焦点,这是因为甲醇不仅是一种重要的基本化工原料,也是一种洁净的绿色燃料和能源载体.Cu基催化剂广泛应用于CO2加氢合成甲醇反应,并表现出良好的催化性能.通常,金属催化剂的制备是采用H2对金属氧化物进行还原.然而,传统的气相还原过程伴随着强烈的热效应,且需要在高温(473-573 K)下进行,会引起表面铜颗粒长大并加速其聚集烧结,使得活性组分利用率下降.近年来,以NaBH4为还原剂的液相还原法逐渐受到人们的重视,该方法操作简单、快捷且条件可控,反应在低温下进行,放出的热量可在液相环境中迅速得到转移,大大抑制了铜颗粒的聚集.因此,液相还原法可制备出高铜分散度、高活性的催化剂.焙烧温度对铜基催化剂结构和催化性能的影响已得到广泛探究,但这仅限于含二价铜物种催化剂,焙烧温度对含多种铜价态催化剂的影响未见报道.由于液相还原法制备的催化剂含有还原态的铜物种(Cu0和Cu+),它们比Cu2+具有更强的流动性,因此在后续的焙烧过程中催化剂更容易发生烧结和聚集.本文采用液相还原法合成了Cu/Zn/Al/Zr催化剂,分别于423,573,723和873 K焙烧后用于CO2加氢合成甲醇反应,考察了焙烧温度对制备的铜基催化剂结构性质和催化性能的影响,并与传统共沉淀法制备的催化剂进行了对比.结果显示,随着焙烧温度升高,铜物种聚集作用增强,金属铜颗粒尺寸增大,873 K时烧结出现显著增强.由于比表面积随焙烧温度升高而减小,高温度焙烧的催化剂具有小的表面碱性位数目.焙烧温度会影响催化剂中铜物种与其它组分的相互作用,进而影响催化剂的还原.随着焙烧温度的升高,催化剂的还原温度逐渐降低,表面Cu+/Cu0的比例先增后减.CO2加氢活性评价显示,液相还原法制备的催化剂具有更高的催化活性,尤其是甲醇选择性;随着焙烧温度升高,催化剂的CO2转化率和甲醇选择性先增后减,CZAZ-573催化剂具有最高活性,且在1000 h长周期活性测试中表现稳定.CO2转化率与催化剂暴露金属铜的比表面积密切相关.相比Cu0,产物甲醇更容易在Cu+表面催化生成,催化剂表面的Cu+/Cu0比与甲醇选择性的变化规律一致.通过调控焙烧温度可得到高Cu比表面积以及高Cu+/Cu0比的催化剂,有利于CO2加氢生成甲醇.     

甲醇与乙醇一步合成异丁醛用CuO-ZnO/Al2O3催化剂

在ＣｕＯ－ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上，甲醇与乙醇在常压和２１０￣３６０℃温度下一步反应合成异丁醛。利用正交设计方法，研究了ＣｕＯ－ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３体系催化剂组成和制备条件等因素对催化剂催化性能的影响。结果表明，催化剂中ＣｕＯ含量对催化剂的催化活性影响最大，而ＺｎＯ含量则主要影响催化剂对异丁醛的选择性。催化剂制备条件，如沉淀温度、陈化时间等，也不同程度也影响催化剂的催化性能。ＸＲＤ和ＢＥＴ表征结果     

微流控合成高活性甲醇氧化碳载铂钌电催化剂

报道了一种以微流控技术制备对甲醇具有高效电氧化催化活性的碳载PtRu催化剂(PtRu/C)的方法。 通过改变反应液在微流控反应器中的流速,得到了一系列纳米粒径分布在1.4~2.0 nm范围内的PtRu/C催化剂。 对这些催化剂进行电化学测试发现,当反应液以90 μL/min的流速流经微流控反应器时制得的催化剂具有最高催化活性。 进一步研究发现,这是由于在该流速制得的催化剂具有较大的电化学活性面积和较高含量的Pt(0)。 该种制备催化剂的方法在能源转化和环境领域有望被广泛使用。     

铜基甲醇合成催化剂的失活研究

选用了两个化肥厂的失活甲醇合成催化剂,采用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＳＥＭ－ＥＤＳ、ＴＥＭ、ＸＰＳ、ＴＲＰ、ＣＯ－ＴＰＤ和化学吸附等方法对催化剂进行比较测试。结果表明,硫中毒、积炭、铜粒长大和杂质金属沉积等是造成甲醇合成催化剂失活的因素。由于某一种或几种因素都导致催化剂活性表面积的降低,对反应物ＣＯ吸附量减少,或造成催化剂对ＣＯ吸附能力的降低,从而降低合成甲醇反应的活性。硫中毒和铜粒长大是普遍存在的最主要因     

New Rh—ZnO／Carbon Nanotubes Catalyst for Methanol Synthesis

A new catalyst for methanol synthesis,ZnO-promoted rhodium supported on carbon nanotubes,was developed.It was found that the Rh-ZnO/CNTs catalyst had high activity of 411.4mg CH3OH/g/cat/h and selectivity of 96.7% for methanol at 1 MPa and 523 K.The activity of this catalyst is much higher than that of NC 207 catalyst at the same reaction conditions.It was suggested that the multi-walled strueture CNTs favored both the couple transfer of the proton and clectron over the surface of the catalyst and the uptake of hydrogen which was favorable to methanol synthesis.     

浆态相甲醇合成催化剂的失活机理

 浆态床甲醇合成过程具有重要的工业应用价值,影响该过程工业化的根本原因是催化剂易失活. 以合成气为原料,医用液体石蜡为溶剂,在5 MPa, 260 ℃和 1100 ml/(g·h)的反应条件下于浆态床反应器中考察了铜基甲醇合成工业催化剂C301的稳定性,并采用程序升温还原、 X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、 扫描电镜能谱、元素分析和N2物理吸附等表征方法对不同失活程度的催化剂的物相组成和形貌进行了表征. 结果表明,在本实验条件下,失活催化剂无中毒现象,但随着反应时间的延长,催化剂晶粒长大,比表面积减小,积炭和热烧结现象较明显,但不伴随活性组分铜的流失.     

Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性

将CeO2溶胶与Pt/C催化剂机械混合制备了Pt-CeO2/C催化剂,研究了酸性条件下Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性。结果表明,与Pt/C催化剂相比,Pt-CeO2/C催化剂对甲醇展现出更好的催化活性。XRD和TEM测试结果表明,Pt-CeO2/C催化剂中Pt与CeO2的平均粒径均为3~4 nm。对CeO2含量不同的Pt-CeO2/C催化剂在CH3OH-H2SO4中进行循环伏安测试发现,Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性较高,其中Pt与CeO2质量比为1∶1时,催化剂的催化活性最高,对甲醇氧化的峰电流密度达到0.112 A/cm2。     

Ni修饰碳纳米管促进合成气高效制甲醇Cu基催化剂研究

利用化学还原沉积法,制备一类Ni高度分散/修饰的多壁碳纳米管基新型材料y%Ni/MWCNT(y%为质量百分数),并用其作为促进剂,制备共沉淀型y%Ni/MWCNT促进的合成气高效合成甲醇Cu-ZnO-Al₂O₃催化剂,Cu₆Zn₃Al₁-x%(y%Ni/MWCNT)(x%为质量百分数).实验发现,Ni对MWCNT的预修饰能明显地提高单纯MWCNT促进的Cu-ZnO-A1₂O₃催化剂对合成气转化为甲醇的催化活性.在2.0 MPa,493 K,V(H₂):V(CO):V(CO₂):V(N₂)=62:30:5:3,GHSV=2700 mL(STP)·h^-1·(g-cat.)^-1的反应条件下,所观测CO转化率达34%,相应甲醇时空产率为442 mg·h^-1·(g-cat.)^-1,分别是非促进的基质催化剂Cu₆Zn₃Al₁[最佳操作温度513 K时为320 mg·h^-1·(g-cat.)^-1]和单纯MWCNT促进的催化剂Cu₆Zn₃Al₁-12.5%MWCNT[最佳操作温度503 K时为378 mg·h^-1·(g-cat.)^-1]的1.38和1.17倍.在反应温度≤503 K时产物中甲醇的选择性≥98%;当反应温度＞503 K时有可观量CH₄的生成,其选择性随催化剂中M含量及反应温度上升而增加.为兼获较高的CO转化率及相应甲醇选择性,催化剂的组成以Cu₆Zn₃Al₁-12.5%(8%Ni/MWCNT)为佳,反应温度以～493 K为宜.结合催化体系的表征(XRD,TPR,TPD)等结果,讨论了y%Ni/MWCNT促进剂的作用本质.     

Cu/Zn/TiO2负载型催化剂上CO2加氢合成甲醇

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备Cu/Zn/TiO2负载型催化剂,研究了不同Cu、Zn负载量对催化剂性能的影响,采用BET、XRD、TPR对催化剂进行了表征.考察了反应温度、压力和催化剂组成对CO2加H2催化合成甲醇的影响.