Cu—Co催化剂催化CO2合成醇的原位红外表征及其反应机理

本文采用“原位”红外光谱结合ＸＰＳ和ＸＲＤ比较了ＣｕＣｒｋ、ＣｏＣｒＫ和ＣｕＣｏＣｒＫ三种催化剂在２．５ＭＰａ，２７０℃条件下，ＣＯ２＋Ｈ２合成醇的中间体及其演变过程；初步探讨了Ｃｕ－Ｃｏ催化剂中活性金属的作用、氧化物的作用、以及甲醇合成机理和碳链增长机理。研究结果表明，Ｃｕ是最主要的合成甲醇活性组分，Ｃｏ能够导致ＣＯ２离解吸附，而碳链增长则需要二者的协同作用。吸附在金属表面的甲酸盐是甲醇合成的中     

CO和CO2在Cu／ZnO／Al2O3催化剂上加氢反应机理的原位红外研究

ＣｕＺｎＯＡｌ2Ｏ3催化剂用于合成甲醇的反应机理已经进行了大量的研究[1～3]。近年来,利用原位红外技术在研究合成甲醇的催化反应机理方面取得了不少研究成果[4～7]。但大多数实验是采用低铜含量催化剂[4,5]。本文采用高温加压式原位红外池,在513Ｋ和20ＭＰａ的条件下,...     

低碳醇合成Raney Cu－Co催化剂的表征

本文采用ＸＲＤ、ＸＰＳ、及Ｈ_２—ＴＰＤ技术对不同Ｃｕ／Ｃｏ比的几个ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂进行了表征．并与反应醇选择性进行了关联．结果表明：ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂均由不同Ｃｕ／Ｃｏ比的两个Ｃｕ－Ｃｏ固溶体相组成，还原（Ｈ_２，５６３Ｋ，２ｈ）前，表面除有Ｃｕ￣０和Ｃｏ￣０外，尚有少量Ｃｕ￣（＋１）和显著量的Ｃｏ￣（＋２）存在，还原后，Ｃｕ￣（＋１）几乎消失，Ｃｏ￣（＋２）仍有一定量存在，在反应温度下（５６３Ｋ），ＣＯ和ＣＯ_２均能使表面Ｃｏ￣０部分氧化，且ＣＯ_２氧化能力大于ＣＯ，而合成气（Ｈ_２／ＣＯ＝２）表现为还原的性质。三种气氛对Ｃｕ￣０无明显影响。催化剂表面Ｃｕ／Ｃｏ比高于体相Ｃｕ／Ｃｏ比，表面Ｃｕ富集显著．ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂表面有四种吸氢中心：Ｃｕ（弱吸氢中心），高配位Ｃｏ（弱吸氢中心），低配位Ｃｏ（活化吸氢中心），及强吸氢中心；对不同催化剂，表面低配位Ｃｏ中心的比例与醇选择性有一致的变化规律。基于上述结果，就ＣＯ播入中心进行了讨论。     

Cu-Co尖晶石催化CO_2加氢合成低碳醇(Ⅰ)(英文)

制备了几种CU－CO尖晶石,并用于催化CO2加氢合成低碳醇反应。结果表明,Cu－Co尖晶石是一种极具潜力的催化剂前驱体,具有出色的C2＋醇合成能力。但是,当在该催化剂中加入KOH时,这种能力下降。XRD表征表明,KOH的加入破坏了CU－Co合金的生成。一些结果被讨论。     

低碳醇合成Raney Cu－Co催化剂的研究Ⅰ．反应性能考察

本文在５６３Ｋ、６ＭＰａ及Ｈ＿２／ＣＯ＝２的条件下，考察了Ｃｕ／Ｃｏ比不同的几个ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂的反应性能。结果表明：ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂上ＣＯ加氢产物主要为Ｃ＿１－Ｃ＿６正构醇及Ｃ＿１－Ｃ＿８正构烃。烃和醇产品的分布均符合Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ方程。但醇产品的链增长几率（０．３－０．５５）均小于烃产品的值（０．６－０．７５）。Ｃｕ／Ｃｏ比不同的催化剂在进入活性稳定区之前，均经过了一个不尽相同的活性波动区，活性趋于稳定所需时间随Ｃｕ／Ｃｏ比增大而缩短。Ｃｕ／Ｃｏ＝０．３－１．５（原子比）时，就醇收率而言，ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂明显高于共沉淀Ｃｕ－Ｃｏ催化剂，Ｃｕ／Ｃｏ＝０．８（原子比）时，稳定醇收率达０．５７ｇ·ｇ￣（－１）·ｈ￣（－１）。     

CuO－ZnO基CO_2／H_2合成甲醇催化剂的反应活性中心

应用ＸＰＳ，ＸＡＥＳ和紫外漫反射光谱法研究了ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物上ＣＯ２／Ｈ２合成甲醇的反应活性中心．ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂上的反应活性中心是存在于ＣｕＯ－ＺｎＯ固溶体中的Ｃｕ－Ｚｎ－Ｏ（＂□＂为氧空位），活性中心的Ｃｕ价态为Ｃｕ－和Ｃｕ０．反应活性中心在ＣｕＯＺｎＯ－ＺｒＯ２催化剂上比在其它ＣｕＯ－ＺｎＯ／氧化物催化剂如ＣｕＯ－ＺｎＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－ＭｇＯ，ＣｕＯＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３和ＣｕＯ－ＺｎＯ－ｒ２Ｏ３上更加稳定．     

ZrO2修饰Cu催化剂对甲醇吸附原位红外表征

通过原位红外漫反射实验比较研究了甲醇在Cu及ZrO2/Cu催化剂表面的吸附与反应,并且采用不同还原温度来处理催化剂,改变催化剂表面的氧含量,并进一步研究甲醇吸附和反应性能随着催化剂表面氧含量的变化规律.结果表明,甲醇在Cu催化剂表面反应生成吸附态甲醛物种,进一步生成CO2,而在ZrO2/Cu表面形成甲酸盐物种,并与表面氧进一步反应生成CO2.随着催化剂还原温度的升高,反应中间物进一步生成CO2的反应速率变慢,说明催化剂表面的氧物种含量决定着催化剂甲醇吸附中间物种的形成及反应速率.     

不同方法制备的Cu－Co低碳醇合成催化剂的比较研究Ⅰ．吸附态CO的红外光谱

本文并行考察了用溶剂化金属原子分散（ＳＭＡＤ）、浸渍、共沉淀三种方法制备的Ｃｕ－Ｃｏ催化剂的一氧化碳加氢反应（５６３Ｋ，６ＭＰａ，Ｈ２／ＣＯ＝２）性能及吸附态ＣＯ的红外光谱．结果表明：（１）三种催化剂上反应产物均为Ｃ１－Ｃ５正构醇及正构烃，总醇的选择性依下列次序递增：ＳＭＡＤ＜浸渍＜共沉淀；（２）表面低配位钻中心上多重吸附态ＣＯ的红外吸收峰的面积分数，对不同催化剂的变化规律，与醇选择性的变化一致；（３）高温还原和焙烧均使醇选择性下降，同时使表面低配位Ｃｏ０中心减少．据此讨论了ＣＯ插入中心，活性结构及制备方法的影响．     

Ni改性Cu/Mn/ZrO2催化剂合成低碳混和醇的研究

Ni改性的Cu/Mn/ZrO2是CO加氢合成低碳混合醇的有效催化剂,在较为温和的条件(T=573K,p=8.0MPa,GHSV=5000h-1)下,醇的时空产率为0.36g/(ml.h),其中C2+OH的选择性约30%.产物由直链C2+OH和以异丁醇为主的支链醇构成.温度和压力的提高明显促进了异丁醇的生成.可以认为,Ni的添加对直链醇的生成有决定性作用,而异丁醇的生成取决于Zr的作用.反应过程中甲烷等副产物的生成及水煤气变换反应可控制在合理的范围内.另外,K助剂的加入可进一步促进C2+OH的生成.     

CO／H2在Cu／ZrO2催化剂表面吸附行为原位红外表征

用原位FT-IR法比较了Cu/ZrO2和ZrO2催化剂表面对CO及CO/H2的吸附行为。结果表明,CO在50℃便可以在Cu/ZrO2表面形成b-HCOO-Zr、Zr-COO^-和b-HOCOOZr物种,吸附温度升高,b-HOCOOZr逐渐分解生成Zr-OH和CO2,而b-HCOO-Zr吸附物种逐渐增强。b-HCOO-Zr物种在Cu/ZrO2催化剂表面生成速度远远大于ZrO2催化剂。在Cu/ZrO2催化剂表面,所形成的合成甲醇中间物种（HCOO-Zr和CH3O-Zr)均和ZrO2有关,意味着CO加氢反应主要在ZrO2表面进行,铜组分主要向ZrO2提供吸附CO及H2物种。     

合成醇用负载型铜基催化剂的表征

采用ＸＲＤ，ＴＧ－ＤＴＡ－ＤＳＣ，ＣＯ－ＴＰＤ和Ｈ２－ＴＰＤ等技术，对三种负载型铜基催化剂的表征载基合成醇用催化剂进行了表征。结果表明，Ｆｅ组分的存在有利于ＣｕＯ晶相的形成，     

低碳醇合成Raney Cu—Co催化剂的研究：Ⅰ.反应性能考察

本文在５６３Ｋ、６ＭＰａ及Ｈ２／ＣＯ＝２的条件下，考察了Ｃｕ／Ｃｏ比不同的几个ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂的反应性能，结果表明：ＲａｎｅｙＣｕ－Ｃｏ催化剂上ＣＯ加氢产物主要为Ｃ１－Ｃ６正构醇及Ｃ１－Ｃ８正构烃。烃和醇产品的分布均符合Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ方程，但醇产品的链增长几率（０．３－０．５５）均小于烃产品的值（０．６－０．７５）。Ｃｕ／Ｃｏ比不同的催化剂在进入活性稳定区之前。均经过了一个不尽     

Fe调变Cu／ZrO2基催化剂上CO加氢合成低碳醇

采用Ｆｅ改性的Ｃｕ－Ｍｎ－ＺｒＯ２催化剂研究ＣＯ加氢合成低碳醇。在Ｔ＝５５３Ｋ,Ｐ＝６０ＭＰａ,ＧＨＳＶ＝３０００ｈ－１的条件下,产物主要由直链脂肪醇和异丁醇组成,总醇的时空产率为０１４ｇ·ｍｌ－１ｈ－１,其中Ｃ２＋醇的选择性为３０％,同时高级烃类生成量很少。认为在反应过程中有两种合成醇的反应机理同时存在。Ｆｅ和ＺｒＯ２之间存在着一定的协同效应。此外碱金属助剂的加入增强了Ｃ２＋醇的选择性,但对生成醇的活性不利     

低碳醇合成Raney Cu—Co催化剂的表征

本文采用ＸＲＤ、ＸＰＳ、及Ｈ２－ＴＰＤ技术对不同Ｃｕ／Ｃｏ比的几个Ｒａｎｅｙ Ｃｕ－Ｃｏ催化剂进行了表征。并与反应醇选择性进行了关联。结果表明：Ｒａｎｅｙ Ｃｕ－Ｃｏ催化剂均由不同Ｃｕ／Ｃｏ比的两个Ｃｕ－Ｃｏ固溶体相组成，还原（Ｈ２，５６３Ｋ，２ｈ）前，表面除有Ｃｕ＾０和Ｃｏ＾０外，尚有少量Ｃｕ＾＋１和显著量的Ｃｏ＾＋２存在，还原后，Ｃｕ＾＋１几乎消失，Ｃｏ＾＋２仍有一定量存在，在反应温度下（５６     

合成气制低碳醇Cu－Co尖晶石催化剂的制备与催化活性

用Ｃｕ－Ｃｏ系催化剂可从合成气制Ｃ＿１～Ｃ＿６正构低碳醇。Ｃｕ－Ｃｏ尖晶石化学组成均匀，能使活性中心均匀分布，为良好的催化剂前驱体。本工作用共沉淀法与的烧法制备了Ｃｕ－Ｃｏ尖晶石化合物。ＸＲＤ、ＤＴＡ、ＴＧ等研究表明，当Ｃｕ／Ｃｏ比为０．０５～０．５时，得到单相的尖晶石化合物可作为合成低碳醇催化剂的前驱体。其中，共沉淀法制得的催化剂具有较高的催化活性与选择性。当Ｃｕ／Ｃｏ比为０．３５～０．４５时共沉淀法催化剂的活性与选择性最高，醇时空产率０．１５～０．２０ｍｌＲＯＨ／ｍｌｃａｔ．／ｈ，醇选择性＞５０％。控制适当的反应条件，可以得到所需的产品组成。     

原料气中添加CO对CO_2在铜基催化剂上加氢反应的促进作用(英文)

研究了CO2在Cu－Zn－Al催化剂上的加氢合成甲醇反应。发现在原料气中添加少量的CO可提高甲醇的选择性和收率。TPD和TPSR结果表明,CO占据催化剂表面部分活性位并抑制CO2的逆水煤气转换,促进了甲醇的生成。     

沉淀法制备Fe－Ti系合成醇催化剂

在压力６ＭＰａ，空速５０００ｈ－１下，采用微反－色谱－微处理机联合装置，对沉淀法制备的Ｆｅ－Ｔｉ系合成低碳醇催化剂的活性和选择性进行了测定．在配料组成相同的情况下，并流法和反加法制成的催化剂活性较高，３５０℃时催化剂上的最高醇收率为０．５５７ｇ／（ｍｌ·ｈ），Ｃ２醇（碳数大于或等于２的醇）的最高含量为３８．３％．实验结果表明，并流法制得的氧化态催化剂具有非晶态结构和较大的表面积．提高焙烧温度，反加法所制氧化态催化剂的衍射峰强度减弱，表明铁、钛组分间有某种相互作用．正加法所制催化剂的氧化态主要物相为α－Ｆｅ２Ｏ３，叠加扫描后发现有少量Ｆｅ２Ｔｉ３Ｏ９晶相．程序升温还原的结果表明，催化剂的还原经历了脱去外表水和铁组分还原等过程，但低温下催化剂不能充分还原．采用峰形鉴别法和逐步逼进法得到了主还原阶段的动力学参数．不同催化剂活性和选择性的差异，归因于不同制备方法使得沉淀的铁组分和浸渍的钛组分的均匀度和分散度不同，以及Ｆｅ－Ｔｉ组分的相互作用不同．     

Cu/ZrO_2催化剂的结构及其CO_2加氢合成甲醇催化反应性能

采用低温氮气吸脱附、XRD、TPR、In-situ IR和XPS等表征手段,对分步沉淀法、浸渍沉淀法和固态反应法制备的CuO/ZrO2催化剂进行表征,同时考察了其CO2加氢合成甲醇反应性能。结果表明,制备方法对CuO/ZrO2的物理结构和还原性能影响很大,其中浸渍沉淀法制备的催化剂Cu与ZrO2相互作用最强,并显示了较高的CO2转化率和甲醇收率。Cu与ZrO相互作用的强弱直接影响CO加氢合成甲醇反应性能的优劣,而催化剂的比表面积不是影响反应性能的主导因素。