合成氣制C2含氧化合物Rh-MnSiO2催化劑上Mn作用本質(zhì)的研究的開題報告

合成氣制C2含氧化合物Rh-MnSiO2催化劑上Mn作用本質(zhì)的研究的開題報告一、選題背景合成氣制C2含氧化合物是一個重要的工業(yè)化反應(yīng)，它可以利用豐富的煤炭資源進(jìn)行經(jīng)濟(jì)高效的化學(xué)品生產(chǎn)。目前，合成氣制的催化劑研究主要集中在Cu、Co、Fe等過渡金屬的單質(zhì)或復(fù)合氧化物上，而Mn的作用在過去的研究中被忽略或者尚未完全理解。Rh-MnSiO2催化劑是一種新型復(fù)合催化劑，該催化劑具有高的C2含氧化合物選擇性和較低的副反應(yīng)產(chǎn)物生成率，但是Mn的作用機(jī)制對于該催化劑的性能還不是很清楚，所以深入研究Mn在Rh-MnSiO2催化劑上的作用機(jī)理是非常必要的。二、研究目的本研究的主要目的是探究Mn在Rh-MnSiO2催化劑上的作用機(jī)理和本質(zhì)，并且嘗試改善催化劑的性能。主要研究內(nèi)容包括：1.合成Rh-MnSiO2催化劑，通過XRD、SEM、TEM、N2吸附-脫附等表征手段分析催化劑的物理化學(xué)性質(zhì)。2.采用反應(yīng)物為CO+H2，反應(yīng)條件為250-350℃，0.1-1.0MPa，空時1.0h-1，研究Mn對催化劑性能的影響。3.采用X射線光電子能譜(XPS)、程序升溫還原(TPR)、程序升溫氧化(TPO)等表征手段分析Mn物種的形態(tài)、氧化還原性質(zhì)以及Mn焙燒后的表面狀態(tài)。三、研究意義1.深入研究Mn在復(fù)合氧化物催化劑上的作用，為合成氣制C2含氧化合物的催化劑開發(fā)提供新的思路和方法。2.揭示Rh-MnSiO2催化劑激活機(jī)理和表面反應(yīng)機(jī)理，為催化劑的改進(jìn)和優(yōu)化提供理論依據(jù)。3.利用現(xiàn)代表征技術(shù)研究復(fù)雜催化劑體系的物理化學(xué)性質(zhì)，掌握先進(jìn)科學(xué)研究方法和技術(shù)。四、研究方法1.催化劑的制備采用共沉淀法制備Rh-MnSiO2催化劑。具體步驟如下：稱取一定量SiO2載體、Rh(NO3)3、Mn(NO3)2和NH4OH,以SiO2為基體，將Rh(NO3)3、Mn(NO3)2溶液滴加入到SiO2懸濁液中，再滴加一定量NH4OH作為沉淀劑。將上述混合物在65℃下反應(yīng)4h，烘干后在空氣中焙燒4h。2.催化劑的表征對催化劑進(jìn)行XRD、SEM、TEM、N2吸附-脫附、XPS、TPR、TPO等表征。3.催化反應(yīng)實驗采用反應(yīng)物為CO+H2，反應(yīng)條件為250-350℃，0.1-1.0MPa，空時1.0h-1，研究Mn對催化劑性能的影響，采用氣相色譜儀分析反應(yīng)產(chǎn)物。五、預(yù)期結(jié)果1.成功合成Rh-MnSiO2催化劑。2.研究Mn的加入對Rh-MnSiO2催化劑性能的影響，探究Mn在該催化劑上的作用機(jī)理。3.通過催化劑表征手段和反應(yīng)性能結(jié)果分析Mn物種的形態(tài)、氧化還原性質(zhì)以及Mn焙燒后的表面狀態(tài)，探究Mn對催化劑的激活機(jī)理和表面反應(yīng)機(jī)理。四、參考文獻(xiàn)1.Jiang,S.L.,etal.(2017)CobaltmodifiedMn-basedSiO2catalystsforefficientFischer-Tropschsynthesis.Fuel,202.2.Gao,Z.etal.(2016)DeactivationandregenerationofaCo-basedcatalystfortheFischer-Tropschreaction.AppliedCatalysisA:General,330,13-23.3.Liu,Y.etal.(2014)PhysicochemicalcharacterizationofhighlyefficientRu-SnO2/Al2O3catalystsforammonia