《铜基催化剂》PPT课件.ppt

2020 2 10 11 合成甲醇催化剂的研究进展 2020 2 10 21 甲醇合成工业 甲醇是重要的有机化工原料 同时甲醇汽油 甲醇燃料电池等应用前景也十分可观 对于甲醇合成工业来说 这既是机遇又是挑战 而催化剂又是甲醇合成工业的 灵魂 铜基催化剂在甲醇合成中已经广泛使用 我将对铜基催化剂的性能 当前的改进方法和发展方向作出阐述 GeorgeAndrewOlahawardedaNobelPrizeinChemistryin1994 In2005 Olahwroteanessaypromotingthemethanoleconomy 参考文献 OlahGA Afteroilandgas Methanoleconomy J CatalysisLetters 2004 93 1 2 2020 2 10 31 甲醇合成工业催化剂分类 2020 2 10 41 铜基催化剂 CuO ZnO Cr2O3CuO ZnO Al2O3 广泛研究 CuO ZnO Si2O3CuO ZnO ZrO 2020 2 10 51 CuO ZnO Al2O3中各组分的作用 活性中心 被还原的Cu CuO界面ZnO 作为助剂 增进Cu分散 增强催化剂活性Al2O3 作为载体 同时阻止一部分CuO还原 2020 2 10 61 影响催化剂使用寿命的因素 热失活失活形式 烧结 半熔 晶粒长大 中毒表现 表面长大硫 氯 镍 铁 积碳等表现 表面长大 结构改变 2020 2 10 71 催化剂中毒 1 铜与H2S作用生成Cu2S Cu2S覆盖在催化剂表面 堵塞了催化剂孔道从而使催化剂活性丧失2 Fe Ni在80 以上及高浓度CO条件下极易生成羰基铁Fe CO 5 羰基Ni CO 4 而Fe CO 5和Ni CO 4受热后极易生成高度分散的Fe和Ni 堵塞催化剂孔道 2020 2 10 81 催化剂改良思路 增大活性比表面积 优化活性组分分布催化剂助剂的选择 Zn Cr Mn V Zr及稀土元素 优化催化剂制造工艺改善热稳定性 2020 2 10 91 催化剂助剂的选择 CuO ZnO Al2O3 TiO2 由浸渍法制备 Ti起到结构效应和电子效应Ni Cu ZnO双金属催化剂 由共沉淀法制备 NiO与CuO有强相互作用 在还原过程中形成Ni Cu合金 铜向镍提供电子 铜在一定程度上在催化剂表面富集 利于甲醇合成 2020 2 10 101 新的催化剂制造工艺 酸碱交替沉淀法草酸盐胶体共沉淀法添加表面活性改进共沉淀法复频超声共沉淀法并流淤浆混合法等离子体法 2020 2 10 111 沉淀槽 铜锌组分无定形状态固溶体 交替加入 使母液PH由中性 碱性 酸性循环 特点 催化剂结晶度低 粒度小 尺寸分布均匀 比表面积大 活性 耐热性好 酸碱交替沉淀法 2020 2 10 121 等离子体法 以活性Al2O3为载体 由铜 锌 铝的硝酸溶液制备催化剂前驱体 前驱体放在放电管中由离子体处理 并通N2进行分解 得到样品催化剂 与浸渍法相比 等离子法具有以下优点 1 催化剂活性中心分布均匀2 活性高3 载体和活性组分间结合力强4 粒径小5 分散度高 2020 2 10 131 CO2加氢合成甲醇工艺 催化剂 铜基催化剂 Cu ZnO ZrO2 Cu0和Cu Cu0或Cu Cu2O与ZrO 氧空穴与Cu 负载型催化剂 Pd Cu ZnO Al2O3 2020 2 10 141 Cu ZnO ZrO2催化剂上CO2加氢合成甲醇机理 Arena等研究了Cu ZnO ZrO2催化剂上CO2的加氢反应机理 他们认为ZnO ZrO2均可吸附CO2生成甲酸盐 铜解离吸附的氢通过溢流作用到达Cu ZnO和Cu ZrO2界面与甲酸盐加氢合成甲醇 ArenaF ItalianoG BarberaK etal Solid stateinteractions adsorptionsitesandfunctionalityofCu ZnO ZrO2catalystsintheCO2hydrogenationtoCH3OH J AppliedCatalysisA General 2008 350 16 23 2020 2 10 151 2020 2 10 161 CO2