《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 半熔 晶粒長大 中毒表現 表面長大硫 氯 鎳 鐵 積碳等表現 表面長大 結構改變 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起到結構效應和電子效應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體 前驅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