二氧化碳在加压铜基催化剂上合成甲醇中的作用

随着甲醇工业的迅速发展,近年来,人们对二氧化碳加氢合成甲醇的工作与二氧化碳在铜基催化剂上合成甲醇中的作用发生了浓厚兴趣。国内外学者对二氧化碳的作用进行了研究,但观点不一。本文在加压下,用直流流动等温积分反应器,采用国产     

并流淤浆混合法制备铜基甲醇合成催化剂及助剂Al2O3的作用研究

采用并流淤浆混合法制备了一系列具有不同铜锌铝比的铜基甲醇合成催化剂CuO/ZnO/Al2O3,测试了其催化性能(甲醇收率和CO转化率)及物相结构,并对该制备方法进行评价。Cu∶Zn∶Al摩尔比为4∶5∶1 的铜基催化剂显示了最好的催化活性。通过对催化剂前驱物煅烧过程进行DTA分析及对前驱物进行XRD分析表明, 催化剂前驱物的物相与Al2O3的量有关。当Al2O3的量较低时,前驱物的物相以(Cu0.3 Zn0.7)5(CO3)2(OH)6为主;当Al2O3的量较高时,前驱物中物相(Cu0.3Zn0.7)5(CO3)2(OH)6的量下降,而物相Cu2CO3(OH)2的量增加。物相(Cu0.3 Zn0.7)5(CO3)2(OH)6对终态催化剂的活性是十分有利的 。     

由XPS研究CO2在低压甲醇合成中的作用

本文应用XPS,在模拟工业催化剂和实际操作条件下,对低压甲醇合成铜基催化剂的表面形态进行了研究.结果表明,在还原及反应状态下,催化剂表面没有稳定的Cu~(2+)、Cu~+离子存在,仅Cu~0能被检测到;ZnO被还原,形成缺氧结构ZnOx(X≤1),表面出现氧空位.认为高度分散的Cu~0与其紧密接触的部分还原的ZnOx联合组成了甲醇合成的表面活性中心,也即表面上的Cu-Zn-O(“口”为氧空位)构成了最佳合成活性单元.提出反应原料气中适量CO_2的加入有助于金属Cu微晶的分散,认为CO_2的作用主要是使反应气氛中含有一定的氧化势,它与原料气中的CO+H_2一起,对金属Cu微晶起氧化还原作用.CO_2可将Cu~0氧化成Cu~(?+)(甚至Cu~+).但Cu~(?+)会马上被CO+H_2还原成Cu~0.通过这样的氧化还原循环,阻止了Cu微晶的聚集长大,延长了催化剂的使用寿命.     

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...     

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     

铜基甲醇合成催化剂TPR导数谱

铜基甲醇合成催化剂ＴＰＲ导数谱胡云行，万惠霖，蔡启瑞（厦门大学化学系，固体表面物理化学国家重要实验室，厦门，３６１００５）关键词ＴＰＲ，导数谱，铜基催化剂ＴＰＲ是非稳态条件下研究催化剂的有效方法。该法具有设备简单、快速和信息量大等特点，已成为常用的催...     

酸-碱交替沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂

 采用酸-碱交替沉淀法(AP法)制备了一种新型的低压甲醇合成催化剂. 研究了母液pH值和交替次数对催化剂性能的影响. 结果表明, pH值交替范围为5.0～9.5, 交替次数为3时制备的催化剂活性最好. 与其它制备方法相比, AP法制备的催化剂具有最高的活性和耐热性,耐热后活性保留率达88%, 比其它催化剂高8%～20%, 而且耐热后活性甚至高于其它催化剂的初活性. X射线衍射(XRD)、热重分析、低温N2吸附和扫描电子显微镜等结果表明, AP法制备的催化剂的XRD谱中铜和锌的特征峰最为宽化、弥散, CuO与ZnO 峰交织在一起,峰强度最弱; 同时催化剂的粒度较小,粒径尺寸分布较均匀,结晶度相对较低; 而且催化剂的还原温度最低,铜锌组分间的协同作用最强. 这表明AP法制备的催化剂具有高活性、高耐热性和易还原的主要原因是该制备方法使催化剂中的铜锌组分形成了无定形状态的铜锌固溶体,提高了活性组分的分散度和比表面积.     

辉光放电等离子体对合成甲醇用铜基催化剂的改性作用

以辉光放电等离子体方法制备了新型高效铜基催化剂, 应用XRD、SEM、H2-TPR、BET、H2-TPD、CO-TPD技术以及对CO加氢合成甲醇反应进行研究, 分析了在氮气、氢气或先氮气后氢气等方式的不同气氛中进行等离子体处理对铜基催化剂的结构和性能的影响. 结果表明, 催化剂前体经等离子体改性处理后, 样品的比表面积增大, 活性中心数增加; 当等离子体气氛为先氮气后氢气时, 催化剂上的CO加氢活性和甲醇的时空产率显著提高.     

La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸气重整制氢催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法制备了系列Cu/La2O3/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂, 并通过X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR) 和光电子能谱 (XPS) 等分析方法研究了La2O3对Cu/Al2O3甲醇水蒸汽重整制氢催化剂性能的影响. 结果表明 La2O3的加入促进了铜在催化剂表面的高度分散, 阻止了铜晶粒团聚、烧结, 促使铜晶粒细小化, 促进了铜的还原, 从而改善了催化剂的性能, 提高了催化剂的活性.     

低温液相合成甲醇铜基催化剂的表征

采用X－射线衍射（XRD）和X－光电子能谱／Auger电子能谱（XPS／AES）方法，表征了部分催化剂的体相和表面物理化学性质。结果表明，具有较高催化活性的催化剂（CuCl或铜铬氧化物催化剂）均具有较多＋1价的铜；而催化剂中含有的Cu^2 ，将影响其催化活性；经过氢气高压还原处理或者使用后的催化剂中金属铜的含量明显增多，同时活性也大为降低，所有铜铬氧化物中的铬均为＋3价。     

与甲醇合成铜基催化剂研究有关的ZnO和ZnO－Al_2O_3体系的ESR及XPS表征

本文用ＥＳＲ谱和ＸＰＳ谱对这类催化剂作了表征研究。结果表明，在经Ａｌ￣（３＋）掺杂的ＺｎＯ－Ａｌ_２Ｏ_３体系上，观测到ｇ＝１．９６０６±０．０００２，△Ｈ_（ｐｐ）＝（２．８±０．１）×１０￣（－４）Ｔ的顺磁信号，该信号强度（以自旋数／克表示）随ＺｎＯ中Ａｌ_２Ｏ_３掺杂量增加而增长；当Ａｌ／Ｚｎ达２／１００（原子比）时，逐渐趋于平稳。相关体系的ＥＳＲ和ＸＡＥＳ比较研究结果排除了该顺磁信号系产生于顺磁氧物种（诸如，Ｏ_２－、Ｏ－或Ｏ_３－）或Ｚｎ＋的可能性，而有利于关于三价金属离子（ＡＬ￣（３＋））掺杂在ＺｎＯ晶格中诱导生成正一价缺位的推断。这类Ｓｈｏｔｔｋｙ缺位在催化剂表面富集，有利于表面Ｃｕ￣＋物种的稳定，从而促进了ＣＯ加氢活性的提高。     

制备方法对超细Cu／ZnO／Al2O3催化剂上CO2＋H2合成甲醇的影响

制备方法对超细Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上ＣＯ_２＋Ｈ_２合成甲醇的影响张玉龙，王欢，邓景发（复旦大学化学系，上海，２００４３３）关键词超细粒子，合成甲醇，Ｃｕ／ＺｎＯ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，ＣＯ_２＋Ｈ_２ＣＯ２＋Ｈ２合成甲醇是目前的热门课题［１～...     

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.     

Kinetics of the Oxidative Dehydrogenation of Isobutane over Cr_2O_3/La_2(CO_3)_3

The oxidative dehydrogenation (ODH) of isobutane over Cr2O3/La2(CO3)3 has been investigated in a low-pressure Knudsen cell reactor, under conditions where the kinetics of the primary reaction steps can be accurately determined. By heating the catalyst at a constant rate from 150-300℃, temperature fluctuations due to non-equilibrium adsorption are minimized. The evolved gas profiles show that ODH to isobutene and water is a primary reaction pathway, while carbon dioxide, which forms from the catalyst during reaction, is the only other product. This CO2 evolution may enhance the activity of the catalyst. Isobutene formation proceeds with the participation of lattice oxygen from the Cr2O3/La2(CO3)3 catalyst. The intrinsic Arrhenius rate constant for the ODH of isobutane isk(s-1) = 1011.5±2.2exp{-((55±5) -ΔHads kJmol-1)/RT}The small pre-exponential factor is expected for a concerted mechanism and for such a catalyst with a small surface area and limited porosity.     

助催化剂Sm2O3对甲烷化镍催化剂的作用

金属镍催化剂广泛地应用于石油、化肥等工业.八十代初,人们发现稀土氧化物能有效地提高甲烷化镍催化剂性能,并加强了对其添加效应以及作用机理的研究.但此类报道主要集中于La_2O_3、CeO_2等,而对其它稀土氧化物报道甚少.本文采用XRD、TEM、XPS和TPSR等手段,探讨了添加Sm_2O_3对甲烷化镍催化剂的作用,并比较了2种浸渍法所产生的结果.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/Al2O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20％时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250 ℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h －1条件下,甲醇转化率为95.5％,氢气选择性为100％.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0％以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

Cr2O3催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

分别采用柠檬酸络合法和直接分解法制备了Cr2O3催化剂, 采用XRD, BET, TPR, XPS, TEM和TGA表征了催化剂的物理化学性质, 在常压固定床石英管(内径5 mm)反应器中考察了Cr2O3催化剂对甲烷部分氧化反应的催化性能. 在500~750 ℃, V(CH4)∶V(O2)=2, 空速12×104 h-1的条件下, O2几乎完全转化, CH4转化率及H2和CO选择性随着温度的升高而增加. 700 ℃下CH4转化率及H2, CO选择性随着空速(6.0×104~24×104 h-1)的升高而增加. 在500 h稳定性实验中, 随着反应时间的延长, CH4转化率及H2, CO选择性缓慢下降, XRD, TEM和BET结果表明, 催化剂的活性下降与烧结和团聚有关, TGA分析表明催化剂具有良好的抗积炭性. 通过CH4脉冲反应, 推测在反应过程中CO, H2, CO2和H2O是直接生成的.