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铜基催化剂的组成主讲老师：周少丽《甲醇生产技术》学校名称：陕西能源职业技术学院教学教学目的教学重点与难点使学生掌握甲醇合成催化剂的组成及各组份的作用。重点：甲醇合成催化剂的组成难点：各组份的作用铜基催化剂的组成铜基催化剂的组成氧化铜氧化锌氧化铝氧化铬1铜基催化剂的主要活性组分2氧化铜催化剂最好的助催化剂3铜基三元催化剂中主要的第三组分4铜基三元催化剂中主要的第三组分一、铜基催化剂的活性组分铜基催化剂的活性组分主要有氧化铜、氧化锌、氧化铝、氧化铬铜基催化剂的组成1.氧化铜氧化铜是铜基催化剂的主要活性组分，然而，纳塔(Natta)在实验中证实，纯的氧化铜对甲醇合成是没有任何活性的，但是少量的助催化剂可以大大提高铜的催化活性，如含10%ZnO的氧化铜催化剂在甲醇合成中具很好的活性。

铜基催化剂的组成2.氧化锌氧化锌是氧化铜催化剂最好的助催化剂，适当配比的Zn-Cu有很好的“协同作用”，不同组成Cu-ZnO催化剂的活性如右表所示。

CuO-ZnO组成碳转化率/%活性/[kgCH3OH/(kg·h)]CuO-ZnO组成碳转化率/%活性/[kgCH3OH/(kg·h)]0-1000040-609.60.182-980.70.0350-5011.30.2010-901.00.0267-3321.80.4120-8010.20.24100-00030-7051.11.35不同组成Cu-ZnO催化剂的活性铜基催化剂的组成3.氧化铝氧化铝是目前铜基三元催化剂中主要的第三组分，但是纯的氧化铝对合成甲醇没有催化活性。氧化铝主要起助催化剂的作用，其对铜锌催化剂结构和活性影响主要表现在，随着Al2O3含量的增加，催化剂中的晶体尺寸减小，在Al2O3为10%时可观察到铜的表面与催化剂总表面的比值最大。催化剂的最大活性也与Al2O3含量有关。铜基催化剂的组成4.氧化铬纯的氧化铬(Cr2O3)的活性和选择性都很差，其活性与制备方法以有关，Natta综合了文献研究结果，认为只有用NH4OH处理Cr(NO3)3所生成的Cr(OH)3制得的氧化铬，才具有较好的催化活性。

在催化剂中加入少量的添加剂作为助催化剂，对催化剂的活性起到十分重要的作用。但当催化剂中存在少量杂质时，杂质的存在可能会促进副反应的发生，造成催化剂的反选择性，也有可能引起催化剂的中毒而失去催化活性。如铜基催化剂中少量金属铁、镍及其化合物的存在，会导致甲烷的生成；而强碱性物质的存在，则会加速高级醇的生成。如表我们列出一些杂质对催化剂性能的影响。二、微量杂质的影响杂质或毒物可能的来源对催化剂的影响SiO2等酸性氧化物自蒸气、原料气带入生成蜡及其他副产品γ-Al2O3催化剂制造生成二甲醚碱金属盐催化剂制造降低活性、生成高级醇铁以Fe(OH)5带入生成甲烷、链烷烃、石蜡镍以Ni(CO)4带入降低活性、生成甲烷钴催化剂制造降低活性、生成甲烷铅等重金属催化剂制造降低活性氯化物自原料气带入永

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