Cr2O3在铜基甲醇合成催化剂中的作用

研究了三组份Cu－ZnO－Al_2O_3催化剂添加Cr_2O_3后．铬在催化剂中的存在形式，助催作用本质及其与甲醇含成催化活性的关联。结果表明：在ZnO－Cr_2O_3催化剂中，铬以Cr~(3 )和ZnCr_2O_4形式存在于ZnO晶格中，Cu-ZnO-Al_2O_3-Cr_2O_3催化剂的催化活性与CR~(3 )在ZnO晶格中诱导出来的正一价缺位和催化剂的其它顺磁性物种的ESR强度能很好地关联，在活性测试中，以含1％Cr（原子比）的Cu-ZnO-Al_2O_3-Cr_2O_3的催化活性最高。     

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.     

C302铜基甲醇合成催化剂颗粒设计I．颗粒结构对催化剂宏观活性的影响

以国产C30 2铜基甲醇合成催化剂原粉为母体 ,通过成型模具和成型条件的改变 ,制备了一系列具有不同形状、尺寸和孔结构的催化剂颗粒 ,用宏观活性测试和孔结构表征的方法 ,考察了颗粒结构对催化剂宏观活性的影响。结果表明 ,对于内扩散阻止作用比较明显的工业甲醇合成过程 ,适宜的颗粒结构设计对提高催化剂的利用率具有重要意义 ;当C30 2催化剂颗粒具有 5 5nm～ 7 5nm的平均孔半径、0 4 7左右的孔隙率时 ,其结构比较适宜 ,在此基础上 ,通过改进反应沉淀工艺、提高颗粒的比表面积 ,可以较大幅度的提高催化剂的宏观活性 ;对工业常用的圆柱状C30 2催化剂颗粒 (Φ 5× 5mm) ,采用约 4 0kN·cm- 2 的成型压片强度相对比较适宜。     

共沉淀制备法及铜基催化剂组成对合成甲醇活性的影响

研究了低压合成甲醇二元催化剂的反加沉淀制备法,以及催化剂中Cu/Zn含量比与催化活性的关系。结果表明,用反加硝酸盐于Na_2CO_3沉淀剂中的共沉淀法制得的前驱物之物相结构与並流法的一样,其催化活性也基本相同。而且当使用含CO_21～4％的CO/H_2合成气时,二元催化剂的活性与Cu/Zn关系是50/50的催化活性高于70/30和30/70的。结果还表明,对于这种合成气组成,ZnO的催化协同作用是不可忽略的,这与我们以前所提的关于Cu/ZnO合成甲醇催化剂活性中心本质和催化作用机理的观点相一致。     

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。     

在负载铼催化剂上由CO2/H2合成甲醇的研究

CO加H₂合成甲醇的工作已应用于工业化生产,其中多采用锌、铬、铜基催化剂。而CO₂加H₂合成甲醇研究工作尚不很多,其催化剂多数是在CO/H₂制甲醇催化剂基础上发展而来。     

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     

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 。     

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。     

二氧化碳加氢合成甲醇铜基催化剂表面组成的研究

本文分别采用ＸＲＤ、ＥＳＲ、ＸＰＳ和ＸＡＥＳ等技术对于二氧化碳加氢低压合成甲醇用ＣｕＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ，ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＣｕＯ－ＺｎＯ－ＺｒＯ＿２催化剂在不同条件下表面Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｚｒ的存在价态进行了深入分析。实验发现催化剂在还原前Ｃｕ以Ｃｕ￣２＋存在，在还原后和反应状态下以Ｃｕ￣０存在；Ｚｎ在还原后和反应状态下有部分被还原为Ｚｎ￣（２－δ）（０＜δ＜２），Ｚｒ和Ａｌ仍保持其还原前价态。催化剂的表面化学组成为：Ｃｕ￣０／Ｚｎ（２－δ）￣＋／Ｚｒ￣４＋／Ａｌ￣３＋／Ｏ￣２－。     

酸-碱交替沉淀法铜基甲醇合成催化剂的优化制备与表征

采用酸-碱交替沉淀法制备了Cu基甲醇合成催化剂放大样(500 g), 并用X射线衍射、低温N2吸附和扫描电子显微镜等对催化剂进行了表征,系统考察了制备条件(搅拌速度、溶液滴加速度、盐和碱溶液浓度等)对催化剂性能的影响. 结果表明,采用酸-碱交替沉淀法制备的Cu基甲醇合成催化剂中, Cu和Zn组分以无定形的CuO-ZnO固溶体存在,使得CuO和ZnO的晶粒减小,导致催化剂的晶粒度较小,粒径尺寸分布较均匀,结晶度相对较低,有利于提高催化剂的比表面积. 采用酸-碱交替沉淀法制备的Cu基甲醇合成催化剂具有较高的Cu分散度和较大的Cu比表面积. 在优化条件下制备的催化剂的活性和耐热性均比国内外工业催化剂高.     

孔结构对铜基甲醇合成催化剂宏观反应速率的影响 Ⅰ.未中毒颗…

催化剂的宏观反应速率受颗粒内扩散过程的影响，而内扩散过程又取决于催化剂颗粒的孔结构。以铜基甲醇合成催化剂为研究本系，通过改变压片压强和共沉淀条件，制备具有不同孔结构参数（比表面、孔隙率、孔径分布、孔容、颗粒密度、曲折因子）的颗粒催化剂，由反应工程中的扩散－反应方程，按照平行交联孔模型计算有效扩散系数，模拟计算单颗粒催化剂在工业生产条件下的宏观反应速率，从而研究孔结构对未中毒铜基甲醇合成催化剂宏观反     

氧化锆对铜基甲醇合成催化剂的促进作用(英文)

采用离子掺杂价态补偿原理,在Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ甲醇合成催化剂中添加适量氧化锆助剂研制Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｚｒ催化剂的特性。实验结果表明,最佳反应温度为２３０℃,比Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ约低１０℃。采用ＸＲＤ、ＵＶＤＲ、ＦＴＩＲ、ＴＰＤ和ＴＰＲ等谱学方法对２种催化剂进行表征显示,铜基催化剂的活性位可能是“Ｃｕ０－Ｃｕ＋－Ｏ－Ｚｎ２／Ａ２Ｏ３－ＺｒＯ２”,工作态Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ－Ｚｒ催化剂表面上Ｃｕ／Ｃｕ０的比值、价态稳定性和对ＣＯ的吸附量均大于Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ,这与该催化剂具有较好的低温活性和较高的热稳定性密切相关。