硅掺杂ZrO 2 催化剂催化乙醇合成乙烯的综合性实验

发布时间：2022-12-05 04:41

　　为了提高学生的综合能力和创新思维,设计出"硅掺杂ZrO₂催化剂催化乙醇合成乙烯"的综合性实验。用共沉淀法制备了一系列不同硅掺杂量的ZrO2催化剂,采用氨气-程序升温脱附（NH3-TPD）和氮气吸脱附对催化剂进行了表征,考察了不同硅掺杂量的ZrO2催化剂对乙醇合成乙烯催化性能的影响。实验结果表明,当以氨水为沉淀剂、硝酸氧锆为锆前驱体和硅掺杂量为50%时,乙醇的转化率为99.3%,乙烯达到94.6%的最大收率。同时运用密度泛函理论方法研究了乙醇和乙烯在硅掺杂ZrO₂催化剂上的吸附。计算结果显示,相较于ZrO₂（101）催化剂,反应物乙醇在Si/ZrO₂（101）催化剂表面上吸附更为稳定,同时产物乙烯在Si/ZrO₂（101）催化剂表面上更易脱附,表明硅掺杂ZrO₂催化剂更加有利于乙烯的生成。该综合性实验将理论计算和实验相结合,使学生既能锻炼实验的基本技能,又能掌握相关理论计算的知识。 

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【文章目录】：
1 实验部分
    1.1 实验试剂与仪器
    1.2 催化剂的制备和表征
    1.3 催化剂性能评价
    1.4 模拟计算
2 结果与讨论
    2.1 催化剂的表征
        2.1.1 氮气吸脱附分析
        2.1.2 NH3-TPD分析
    2.2 Si/ZrO2催化乙醇转化反应
    2.3 DFT计算
        2.3.1 乙醇在催化剂表面的吸附
        2.3.2 乙烯在催化剂表面的吸附
3 结语


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3709701