《銅基催化劑》PPT課件.ppt

2020 2 10 11 合成甲醇催化劑的研究進展 2020 2 10 21 甲醇合成工業(yè) 甲醇是重要的有機化工原料 同時甲醇汽油 甲醇燃料電池等應(yīng)用前景也十分可觀 對于甲醇合成工業(yè)來說 這既是機遇又是挑戰(zhàn) 而催化劑又是甲醇合成工業(yè)的 靈魂 銅基催化劑在甲醇合成中已經(jīng)廣泛使用 我將對銅基催化劑的性能 當前的改進方法和發(fā)展方向作出闡述 GeorgeAndrewOlahawardedaNobelPrizeinChemistryin1994 In2005 Olahwroteanessaypromotingthemethanoleconomy 參考文獻 OlahGA Afteroilandgas Methanoleconomy J CatalysisLetters 2004 93 1 2 2020 2 10 31 甲醇合成工業(yè)催化劑分類 2020 2 10 41 銅基催化劑 CuO ZnO Cr2O3CuO ZnO Al2O3 廣泛研究 CuO ZnO Si2O3CuO ZnO ZrO 2020 2 10 51 CuO ZnO Al2O3中各組分的作用 活性中心 被還原的Cu CuO界面ZnO 作為助劑 增進Cu分散 增強催化劑活性Al2O3 作為載體 同時阻止一部分CuO還原 2020 2 10 61 影響催化劑使用壽命的因素 熱失活失活形式 燒結(jié) 半熔 晶粒長大 中毒表現(xiàn) 表面長大硫 氯 鎳 鐵 積碳等表現(xiàn) 表面長大 結(jié)構(gòu)改變 2020 2 10 71 催化劑中毒 1 銅與H2S作用生成Cu2S Cu2S覆蓋在催化劑表面 堵塞了催化劑孔道從而使催化劑活性喪失2 Fe Ni在80 以上及高濃度CO條件下極易生成羰基鐵Fe CO 5 羰基Ni CO 4 而Fe CO 5和Ni CO 4受熱后極易生成高度分散的Fe和Ni 堵塞催化劑孔道 2020 2 10 81 催化劑改良思路 增大活性比表面積 優(yōu)化活性組分分布催化劑助劑的選擇 Zn Cr Mn V Zr及稀土元素 優(yōu)化催化劑制造工藝改善熱穩(wěn)定性 2020 2 10 91 催化劑助劑的選擇 CuO ZnO Al2O3 TiO2 由浸漬法制備 Ti起到結(jié)構(gòu)效應(yīng)和電子效應(yīng)Ni Cu ZnO雙金屬催化劑 由共沉淀法制備 NiO與CuO有強相互作用 在還原過程中形成Ni Cu合金 銅向鎳提供電子 銅在一定程度上在催化劑表面富集 利于甲醇合成 2020 2 10 101 新的催化劑制造工藝 酸堿交替沉淀法草酸鹽膠體共沉淀法添加表面活性改進共沉淀法復(fù)頻超聲共沉淀法并流淤漿混合法等離子體法 2020 2 10 111 沉淀槽 銅鋅組分無定形狀態(tài)固溶體 交替加入 使母液PH由中性 堿性 酸性循環(huán) 特點 催化劑結(jié)晶度低 粒度小 尺寸分布均勻 比表面積大 活性 耐熱性好 酸堿交替沉淀法 2020 2 10 121 等離子體法 以活性Al2O3為載體 由銅 鋅 鋁的硝酸溶液制備催化劑前驅(qū)體 前驅(qū)體放在放電管中由離子體處理 并通N2進行分解 得到樣品催化劑 與浸漬法相比 等離子法具有以下優(yōu)點 1 催化劑活性中心分布均勻2 活性高3 載體和活性組分間結(jié)合力強4 粒徑小5 分散度高 2020 2 10 131 CO2加氫合成甲醇工藝 催化劑 銅基催化劑 Cu ZnO ZrO2 Cu0和Cu Cu0或Cu Cu2O與ZrO 氧空穴與Cu 負載型催化劑 Pd Cu ZnO Al2O3 2020 2 10 141 Cu ZnO ZrO2催化劑上CO2加氫合成甲醇機理 Arena等研究了Cu ZnO ZrO2催化劑上CO2的加氫反應(yīng)機理 他們認為ZnO ZrO2均可吸附CO2生成甲酸鹽 銅解離吸附的氫通過溢流作用到達Cu ZnO和Cu ZrO2界面與甲酸鹽加氫合成甲醇 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