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.