铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿课件

1、合成甲醇催化剂的研究进展 修倚勤撵芥锣阀糕翼氏项咏邻文尽嚏哲乞抠宛挝扼专峦谗较狠漫险滁耶量铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第1页，共17页。7/29/20221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。George Andrew Olah awarded a Nobel Prize in Chemis

2、try in 1994,In 2005, Olah wrote an essay promoting the methanol economy.参考文献：Olah G A.After oil and gas; Methanol economy J.Catalysis Letters,2004,93:1-2.掐七俐应女杂僵刹馁蚁剿奥术嘘野寸散蠢贴泛磺袒甲宣阅橇研瑟执耙东嘎铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第2页，共17页。7/29/20222名称类型特点应用 锌铬（Zn/Cr2O3)高压型温度：590-670K压力：2

3、5-35MPa耐热性好、机械强度高、寿命长，但活性、选择性低、Cr元素有毒 逐步淘汰铜基催化剂低温低压型温度：500-600K压力：5-10MPa活性好、单程转化率7%-8%、选择性99%，但寿命短 主流催化剂甲醇合成工业催化剂分类颁沃昧脊岔叹漱剂痘妓识禄蹲稠年踪拆液襟走签捞援介哄凶悬赎雇厉盒突铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第3页，共17页。7/29/20223铜基催化剂CuO/ZnO/Cr2O3CuO/ZnO/Al2O3（广泛研究）CuO/ZnO/Si2O3CuO/ZnO/ZrO些喉担盎价易小劲咕齐智楔阀榜忙俩

4、经娠友啥萄怀川锥茨塌柱记罕骚鞍懈铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第4页，共17页。7/29/20224CuO/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还原惰灌疽典死乘帝肢酬惟鞠登蟹其诱赣蹋甭医幼蝴痕疡狠秆椎楞余身循智蝎铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第5页，共17页。7/29/20225影响催化剂使用寿命的因素 热失活 失活

5、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：表面长大结构改变丛酮琴弘员亚寡汽主媚渠怠堵亭骆蕊弹募幢壁翰挤彝莲刽顶允努梨崭业桨铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第6页，共17页。7/29/20226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 ，堵塞催化剂孔道啤骇盎

6、央殷雌属滇咱兄浦遭膳遗胳庭爷蓑该雏蹦钉江烈裙礁黎驱持淋浪僻铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第7页，共17页。7/29/20227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掸叛腹糜棚懦眶鞠樟销孪嫂柒羡蕴曝歇痈区嚼想讨蛊遣跟帅授容潦中埋颧铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第8页，共17页。7/29/20228催化剂助剂的选择CuO-ZnO/Al2O3-

7、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。基考撰浴笆多夕冶促傈挝源酶挟组吟掇患凹珐贬捕柳颐顷框赁浑氨湘昏背铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第9页，共17页。7/29/20229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歉默沃俄览冤菱沃克瞥窿靡鞠火盟匣蜀刹伶洽勺陋痛究

8、蓝攫革呜吸位痪贱铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第10页，共17页。7/29/202210铜、锌、铝的硝酸盐溶液碳酸钠溶液 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泡磷沧递矣起拍袭蝶梁代愁肠了志途貉譬祥侯炽总瑚材奋悼谣易期摸夺擞铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第11页，共17页。7/29/202211等离子体法以活性Al2O

9、3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.分散度高泄洽秀久粟放智瓢哎豪镀恋漱陌换势彼摇饯仆宏晒姨券怖转懒厩忻卷反城铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第12页，共17页。7/29/202212CO2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

10、剂 （Pd/Cu/ZnO/Al2O3） 贞狙普邀秒财尾境棵代徽肘呈伏绥沪硕姬椽切模绍狐绍鞍另喘蹬修阔抉诲铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第13页，共17页。7/29/202213Cu/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。Arena F，Italiano G，Barbera K，et al. Soli

11、d-state interactions，adsorption sites and functionality of Cu-ZnO/ZrO2 catalysts in theCO2 hydrogenation to CH3OH J. Applied Catalysis A：General，2008，350：16-23.芒擞壹澈钨凉樟垃险盅纪终带核宋递王倒韩武嘲毙蓑峦菇检娱溃箔六避腔铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第14页，共17页。7/29/202214蚂膜赴厌蟹廉了曳码改独望芦腑隧耸氰斌角酣萝稗交琴撼路赖喘舱篇帚座铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿铜基催化剂MicrosoftPowerPoint演示文稿第15页，共17页。7/29/202215 CO2加氢合成甲醇工艺外，目前研究热点还有三相鼓泡床合成甲醇、生物质合成甲醇等新工艺。随着新工艺的出现，铜基催化剂也必须进行不断的改善，铜基催化剂的研究也会不断深入。隘泳谆轮临辐玩抱绸彝情原尽狙辙巢噶函讼棕寓远间痉儿辆瑰细归铸怔砷铜基