聚合物前驱体法制备CuO-ZnO-ZrO2及其催化CO2加氢反应性能

聚合物前驱体法制备CuO-ZnO-ZrO2及其催化CO2加氢反应性能CompanyLogo研究现状与发展趋势研究内容简介难点和创新点分析工作进度工作告

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容报告内容缓解缓解研究现状与发展趋势CompanyLogo研究现状与发展趋势起始发展现状早在1945年，Monroe和Jpatieff就首次报道了Cu-Al催化剂上二氧化碳直接加氢合成甲醇的研究，研究了催化剂成分，反应温度、碳氢比以及反应压力对该反应的影响。ZrO2因其独特的性质受到了广泛关注，它是一种过渡金属氧化物，具有优良的离子交换性，表面富集氧空缺位，同时具有酸性、碱性，又有氧化性、还原性。在甲醇合成催化剂中，除了起到助剂作用，它还起到载体和提供活性位中心的作用。

目前世界上75%的工厂均采用ICI公司研制的甲醇低压合成铜基催化剂，从而使甲醇在低压低温下得以进行。催化剂的性能与制备方法密切相关，近年来，对CO2加氢制甲醇催化剂超细化的研究报道逐渐成为研究的重点，抛开非常规的催化剂制备方法，并流共沉淀法及溶胶一凝胶法仍然是目前制备超细化催化剂的主流方法。催化剂的制备方法1.浸渍法2.共沉淀法3.离子交换法4.固相法5.滚涂法和喷涂法6.沥滤法方法简介7.溶胶凝胶法一、沉淀法沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥后，即得催化剂。这种方法由于要得到具有一定活性化合物，所以在操作上必须更加严格。共沉淀法作为铜基催化剂的主要制备手段之一,主要优缺点是：1、制备的催化剂可以达到纳米级的粒度且各组分间的相互作用较强。2、共沉淀法还具有易于实现工业化生产的优点。3、沉淀剂的加入可能会使局部浓度过高，产生团聚或组成不够均匀二、溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是指有机金属盐类在一定条件下发生水解(或醇解),再经缩水或缩醇形成溶胶,然后将溶剂脱除将溶胶转化为凝胶的方法。溶胶-凝胶法已广泛应用于催化剂的制备。溶胶-凝胶工艺的基本目的都是制备均匀的前驱液，进而得到均匀的凝胶。但是它的缺点1、所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；2、通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；3、凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。CompanyLogo聚合物前驱体法将某些弱酸与某些阳离子形成螯合物，再通过螯合物与多羟基醇聚合形成固体聚合物树脂，然后将树脂锻烧而制备粉体的一种方法。避免传统sol-gel方法必须采用昂贵的金属醇盐而引起的水解问题制备成分复杂的均匀粉体，准确控制化学计量比所得粉体的结晶度较高、粒径较小介绍优点优点优点Yamamoto,Shigeo,MasatoKakihana,andShingoKato."Apolymercomplexsolutionroutetothelow-temperaturesynthesisoftetragonalZr0.88Ce0.12O2withareducedamountoforganicsubstance."

Journalofalloysandcompounds

297.1(2000):81-86.Apolymercomplexsolutionroutetothelow-temperaturesynthesisoftetragonalZr0.88Ce0.12O2withareducedamountoforganicsubstancePechini-typeinsitupolymerizablecomplex(IPC)methodcoprecipitationmethodpolymercomplexsolution(PCS)Advantage:ICPmethodhasanadvantageoverthecoprecipitationmethodthatoffersbettercompositionalhomogeneityAdvantage:PCSmethodinclude(i)itrequiresamuchsmalleramountoforganicsubstance,(ii)thetechniqueinvolvesonlysimpleprocedureseliminatingstepssuchastime-consumingpolymerizationandthetroublesometreatmentofahighlyviscouspolymericresin.Conclusion:Theweightoforganicsubstancerequiredforproducing1gofZr0.88Ce0.12O2wassuccessfullyreducedfrom20gforthePechini-typeIPCmethoddowntoonly1gforthepresentPVA-basedPCStechnique.ThecompellingsuccessinloweringtheprocessingtemperatureforZr0.88Ce0.12O2downto600-800℃indicatesthatthemolecular-levelmixingofZrandCeseemstobelikelythroughoutthePVA-basedPCSprocess.研究主要内容我们主要研究的是CuO-ZnO-ZrO2的聚合物前驱体法制备以及其对CO2加氢制备甲醇的性能的影响，并且就金属离子、螯合剂、络合剂之间的比例，不同焙烧温度，研究不同络合剂对催化反应的影响，并用一些表征手段阐释聚合物前驱体法制备催化剂的优点，并探究反应活性的内在规律及作用。

CompanyLogo难点和创新点分析难点1难点2难点3难点4聚合物前驱体法可以制备烧结性能良好的粉体，对于催化剂而言，会不会影响催化剂的烧结情况该方法中的柠檬酸既是还原剂也是燃烧剂，因此在焙烧的时候会发生飞溅。该方法在铜锌锆催化剂的制备中的应用还没有提到，因此需要探索各种条件经过初步实验的探索，发现该方法制备的催化剂重复性不是太好CompanyLogo难点和创新点分析创新Ⅰ创新Ⅱ创新Ⅲ聚合物前驱体法制备的光催化剂结晶度好，颗粒粒径小且分布均匀，比表面积大，光吸收性能优越。（陈龙,叶红齐,and唐新德."聚合物前驱体法制备光催化剂Sr2Bi2O5

及其光催化性能的研究."

现代化工

11(2010):40-43.）聚合物前驱体法制备的氧化物粉体具有颗粒粒径小且分布单一的特性，能够适当的降低团聚现象，因而能被应用于催化和吸附分离等众多领域聚合物前驱体法方法允许离子分布在整个催化剂中,能提高活性组分的分散度,这在催化反应是一个决定因素。（Araújo,ViníciusD.,etal."Catalyticoxidationofn-hexanepromotedbyCe1−xCuxO2catalystspreparedbyone-steppolymericprecursormethod."MaterialsChemistryandPhysics

142.2(2013):677-681.）CompanyLogo工作进度1、经过实验得到，按照n(metal