表面活性剂对完全液相法制Cu-Zn-Al浆状催化剂结构和性能的影响

采用完全液相法制备了Cu-Zn-Al双功能浆状催化剂, 利用不同类型表面活性剂对其进行了修饰和改性. 通过N2气吸附、XRD和XPS等方法考察了表面活性剂类型对催化剂织构、物相以及表面性质的影响, 采用浆态床反应装置对其合成气一步法制备二甲醚的催化活性进行了评价, 讨论了催化剂结构与性能的关系. 结果表明, 表面活性剂主要是通过与活性金属的作用调节催化剂的表面性质、孔结构、相结构以及晶粒大小, 进而影响催化剂的催化活性; 非离子表面活性剂总体上对催化剂的性能有促进作用, 阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂对催化剂性能存在不利影响; 表面活性剂与活性金属作用的强弱是影响性能的关键.     

完全液相法与溶胶-凝胶法制备Cu-Zn-Al双功能催化剂对浆态床一步法合成二甲醚的催化性能比较

采用完全液相法和溶胶-凝胶法分别制备了组成完全相同的Cu-Zn-Al双功能催化剂,用XRD、氮气吸附-脱附实验和XPS等手段对催化剂的性质进行表征,考察了催化剂对浆态床一步法合成二甲醚反应的催化性能.结果表明,两种方法制备的Cu基催化剂中Cu组分的物相和表面Cu含量明显不同,而催化剂的织构性质基本相同.完全液相法制备的...     

CS2对完全液相法制备的 Cu-Zn-Al催化剂上合成气制DME反应性能的影响

实验以CS₂为硫源,考察硫对完全液相法制备Cu-Zn-Al催化剂活性的影响,并用X射线粉末衍射(XRD)、氢气程序升温吸附(H₂-TPR)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等方法对催化剂性能进行了表征。结果表明,对完全液相法制备的Cu-Zn-Al催化剂而言,加入小于4mg/L 的CS₂对催化剂的活性影响不大;催化剂的活性随着加入硫含量的增加,下降程度增大。     

聚乙二醇和液体石蜡介质对完全液相法制Cu-Zn-Al催化剂结构及CO加氢催化性能的影响

催化剂的形成和使用环境对催化剂的结构和性能会产生重要的影响.我们采用完全液相法,以PEG-400和液体石蜡分别作为热处理介质制备Cu-Zn-Al催化剂,用X射线粉末衍射、H2程序升温还原、N2吸附、X射线光电子能谱对其进行表征,考察热处理介质对催化剂结构的影响;以相应的热处理介质作为浆态床反应介质,考察介质对CO加氢催化反应性能的影响.结果表明,PEG-400作为热处理介质有助于提高催化剂的比表面积、Zn O的分散度和表面铜含量,催化剂中存在难还原的Cu+,有利于形成Cu+-Cu0之间的协同作用;在反应过程中,PEG-400作为反应介质可以抑制铜晶粒的长大,有利于乙醇的生成及C5烃选择性的提高,但催化剂的结构和表面组成会发生较大的变化.     

热处理条件对完全液相法制Cu-Zn-Al催化剂结构及CO加氢性能的影响

采用完全液相法制备Cu-Zn-Al浆状催化剂,利用XRD、H₂程序升温还原、N₂吸附-脱附、XPS对催化剂进行表征,并在浆态床反应器中评价其CO加氢性能,考察了前驱体的热处理条件（常压、中压和密闭高压）对催化剂结构和性能的影响.结果表明,常压热处理所制催化剂,比表面积较大,活性物种的分散度和表面铜锌比均较高,有利于反应气体的吸附和扩散,CO加氢活性较高;采用加压热处理时,Cu晶粒较大,且有尖晶石相的生成,增强了Cu、Zn、Al物种之间的相互作用,影响了Cu物种的还原能力和催化剂的表面酸性,使催化剂具有一定的生成低碳醇能力.     

碳助剂对完全液相法制备的 Cu-Zn-Al 催化剂性能的影响

 采用完全液相法制备了 Cu-Zn-Al 催化剂, 研究了碳纳米管和碳微球的加入对该催化剂 CO 加氢合成低碳醇反应性能的影响, 并用 X 射线粉末衍射、氮气吸附、氢气程序升温还原和氨气程序升温脱附-质谱等方法对催化剂进行了表征. 结果表明, 用完全液相法制备的 Cu-Zn-Al 甲醇合成催化剂具有一定的合成低碳醇和低碳烃的能力, 这种能力归结于较大 Cu0 晶粒的产生. 一定量碳微球的加入可大大减小 Cu0 晶粒度, 从而大幅度提高甲醇选择性.     

La和Mn助剂对完全液相法制备的CuZr浆状催化剂结构和性能的影响

利用完全液相法分别制备了CuZr和La,Mn促进的CuZr浆状催化剂,考察了催化剂在合成气一步合成二甲醚反应中的催化性能,并采用NH3程序升温脱附、X射线粉末衍射、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和程序升温还原等对其进行了表征.结果表明,在利用完全液相法制备的La-Mn-CuZr催化剂中,La和Mn的加入可促进催化剂活...     

完全液相法制备中原料配比对二甲醚合成催化剂结构和性能的影响

利用完全液相法制备了Cu-Zn-Al双功能催化剂,考察了原料配比对催化剂结构和催化CO加氢合成二甲醚反应性能的影响,用XRD,N2吸附,XPS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在Cu-Zn-Al基二甲醚合成催化剂中,Zn和Al在催化剂表面的竞争富集是主要过程,增加投料中Cu的比例并不能显著增加Cu在催化剂表面的含量,因为在反应环境中,Al也会富集,并且在Cu含量高时富集得更快.当投料组成为n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)=2∶1∶4时,催化剂的体相结构和表面性质最好(Cu晶粒度最小,Cu分散度最高,还原性能最佳,组分间相互作用最强,最可几孔径最大),催化剂的综合性能最好.     

不同Al源和Zr源对完全液相法制备的Cu-Zn-Al-Zr催化性能的影响

采用完全液相法,分别以无机和有机Al源和Zr源制备了3个Cu-Zn-Al-Zr浆状催化剂,并采用X射线衍射、X射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征,考察了催化剂在合成气一步法合成二甲醚反应中的催化性能.结果表明,不同Al源对催化剂的性能有显著影响,而不同Zr源对催化剂性能的影响不大.以异丙醇铝为原料制备的催化剂的活性明显高于以拟薄水铝石为原料制备的催化剂.以异丙醇铝为Al源制备的催化剂,其Cu组分粒度小、分散性好,Cu-Zr之间的相互作用较强.Al源中微量杂质Na的存在和Cu-Zr之间相互作用的强弱是导致催化剂性能差异的主要原因.     

热处理及反应介质对Cu-Zn-Al催化剂的结构及CO加氢催化性能的影响

催化剂的形成和使用环境对催化剂的结构和性能会产生重要的影响。本文采用完全液相法,以PEG-400和液体石蜡分别作为热处理介质制备Cu-Zn-Al催化剂,用X射线粉末衍射、H2程序升温还原、N2吸附、X射线光电子能谱对其进行表征,考察热处理介质对催化剂结构的影响;以相应的热处理介质作为浆态床反应介质,考察介质对CO加氢催化反应性能的影响。结果表明,PEG-400作为热处理介质有助于提高催化剂的比表面积、ZnO的分散度和表面铜含量,催化剂中存在难还原的Cu ,有利于形成Cu -Cu0之间的协同作用;在反应过程中,PEG-400作为反应介质可以抑制铜晶粒的长大,有利于乙醇的生成及C5烃选择性的提高,但催化剂的结构和表面组成会发生较大的变化。     

Studies on the structure and catalytic performance of Cu-Zn-Al catalyst prepared by liquid-phase preparation technology under different heat treatment atmosphere

Cu-Zn-Al slurry catalysts were prepared using a complete liquid-phase preparation technology under different heat treatment atmospheres. The catalysts were characterized using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscope, and N2 adsorption-desorption. Their application in the single-step synthesis of dimethyl ether from syngas was also investigated. The results indicate that the type of heat treatment atmosphere has an influence on the Cu species and the Cu⁰/Cu⁺ ratio on the catalyst surface. Moreover, the final Cu/Zn ratio on the catalyst surface is mainly dependent on the composition and reaction environment of the catalyst and little on the type of heat treatment atmosphere. The prepared catalysts can suppress sintering of active sites at high temperatures, and the type of heat treatment atmosphere mainly affects the capability of the catalyst for methanol synthesis. The catalysts perform best using N2 as the heat treatment atmosphere.     

酸碱性硅溶胶对浆状Cu/Zn/Al催化剂性能的影响

在完全液相法研究发现的基础上,选用酸、碱性硅溶胶,制备Cu/Zn/Al/Si浆状催化剂,采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、红外光谱分析(FT-IR)、氮气吸附、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对催化剂进行了表征。结果表明,两类硅溶胶引入Cu/Zn/Al催化体系后,与前驱体制备环境一致的酸性硅溶胶能显著提高催化剂的CO的转化率和二甲醚的选择性,最高分别可达65.38%和76.26%。酸性硅溶胶削弱了Cu与其他组分的相互作用力,催化剂表现为易于还原、晶粒度大,暴露出丰富的反应所需的Cu⁰活性晶面。此外,硅溶胶的酸碱性质还改变催化剂酸中心的强度和数量且使强、弱酸中心均向低温方向迁移,酸性硅胶制备的催化剂中弱酸中心数量多,进而提高了催化剂活性和二甲醚的选择性。大比表面积和介孔孔隙丰富的催化剂孔结构亦有利于催化剂活性和二甲醚选择性的提高。     

完全液相法Cu-Zn-Si-Al催化剂一步合成二甲醚

采用完全液相法,以廉价的硅溶胶作为硅原料,制备了一系列的Cu-Zn-Si-Al双功能浆状催化剂,考察不同硅铝比对浆态床CO加氢合成二甲醚的影响。 两周的活性评价表明,硅的引入显著提高了催化剂的活性和稳定性。 当n(Si)/n(Al)=2时,CO转化率最高,为58.1%,且二甲醚的选择性为80.2%。 通过FTIR、XRD、TPR、TPD、BET、XPS和TEM等技术手段对催化剂进行了表征,结果表明,硅组分的添加可以促进活性组分Cu物种的分散,并能够改善完全液相法热处理而导致的积碳现象。 且Si组分的引入与催化剂中的Al相互作用,显著提高了催化剂的甲醇脱水性能,从而使催化剂具有较高的二甲醚选择性。     

添加聚乙二醇对CuZnAl浆状催化剂结构和性能的影响

首先利用共沉淀沉积法制备CuZnAl催化剂前驱体,并且通过添加聚乙二醇(PEG600)对其进行改性,最后采用完全液相法对前驱体进行热处理制得浆状催化剂,考察了其在浆态床合成气一步法制二甲醚反应中的催化性能,采用X射线粉末衍射、程序升温还原、氨程序升温脱附和X射线光电子能谱对其进行了表征.结果表明,PEG600的添加促进了催化剂中铜组分在热处理过程中被还原成低价铜,提高了催化剂中Cu2O的分散性,改变了催化剂表面酸量和酸强度的分布,同时PEG600的添加方式对催化剂的甲醇合成和甲醇脱水能力有显著影响.在硝酸铜和硝酸锌水溶液中添加0.5 wt%的PEG600时,在热处理过程中形成的Cu2O最稳定,不易被还原,其晶粒度小,进而使CO转化率大幅度提高.