Cu/Zn/m-ZrO 2 催化剂的改性合成及其CO 2 加氢合成甲醇性能研究

发布时间：2021-12-11 20:55

　　近年来,二氧化碳的过度排放给环境带来了很大的困扰,将二氧化碳转化为化工原料是解决这一问题生产可再生能源的有效途径,碳捕获与利用受到了研究人员的广泛关注,这一技术促进了可持续性循环经济,促进了产业共生和经济增长,并使可再生能源的储存成为可能。甲醇是一种用途广泛的重要工业化学品,作为多种产品的原料,以及燃料添加剂和运输燃料的代替品,全球需求量巨大。Cu/Zn/Zr催化剂在CO2加氢合成甲醇中表现良好的性能,但远没有达到工业化的要求,本工作通过对Cu/Zn/Zr催化剂改性,来提高其二氧化碳加氢制甲醇的性能。首先,通过添加不同表面活性剂,发现添加了 P123的Cu/ZnO/m-ZrO2催化剂的催化效果最好,在此基础上调控Zr/（Cu+Zn）的比例,发现Zr/（Cu+Zn）=0.5:1时,催化剂的催化效果最好。二氧化碳转化率为13.8%,甲醇选择性为68.1%,甲醇时空产率达到150 mg g-1 h-1。与未添加表面活性剂的Cu/ZnO/m-ZrO2催化剂相比,二氧化碳转化率提高了 5.3%,甲醇选择性提高了19%,甲醇时空产率提高了 一倍。其次,对Zr/（Cu+Zn）=0.5:1的Cu/Zn... 

【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?Ｃ〇２加氢转化路径??Ｆｉｇｕｒｅｌ－１?Ｔｈｅ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ＣＯ２?ｈｙｄｏｒｇｅｎａｔｉｏｎ??

成前驱体溶液??Ａ。另配Ｉｍｏｌ／ＬＮａＯＨ／氨水溶液（１：１）溶液作为沉淀剂Ｂ。将Ａ和Ｂ缓慢滴加到一大烧杯中，??调整控制二者加入的速度，使得溶液的ｐＨ值稳定在１０．５左右。将该沉淀静置老化３ｈ，将该沉淀??转入烧瓶中，洗涤、抽滤，ｌ〇〇°Ｃ干燥２４ｈ，６０ＣＴＣ焙烧６ｈ，得到样品。??３．３催化结果讨论??２２０?２４０?２ｂ０?２８０?３００?２２０?２４Ｕ?２６ｔｉ?２８０?３００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（°Ｃ）?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?（°Ｃ）??图３－２不同氢碳比下Ｚｒ／（Ｃｕ＋Ｚｎ）＝０．５：ｌ的Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－Ｚｒ０２催化剂在Ｃ０２加氢制甲醇中的催化性能。（ａ）?Ｃ０２转化??率，（ｂ）?ＣＨ３ＯＨ选择性??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?ＣａｔａＫｔｉｃ?Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－Ｚｒ〇２?ｉｎ?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｃｒｙｓｔａｌ?Ｐｈａｓｅｓ?ｉｎ?ＣＯ２?Ｍｅｔｈａｎｏｌ，?（ａ）?ＣＯ２??ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｒａｔｅ，?（ｂ）?Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ＣＨ３ＯＨ??３．３．１反应气体比例优化??将催化剂粉碎筛选４０￣６０目的颗粒，在固定床评价装置上进行Ｃ０２加氢制甲醇的实验。反??应条件是３．０＼／＾３、空速为４８００〇＾§－１｝＾，反应温度为２５０°＜：，每隔半小时采点。测试催化剂??在不同比例的Ｈ２和Ｃ０２的混合气的催化活性，选出最佳氢碳比，结果如图３－２所示：从图３－２中??可以看出，分别在氢碳比为丨：１、２：１、３：１、４：１的混合气中进行Ｃ０２加氢制甲醇的实验，从图??（ａ）中可以看出，随着温度的升高，（：０２转化率越来越高。从图（ｂ）中可以看

宁夏大学硕士学位论文?第三章添加不同表面活性剂的ＣＵ／ＺｎＯ／ｍ－Ｚｒ０２催化剂及Ｃ０２加氢制甲醇性能研究??｛ａ，?，Ｊ１?ＺＩＴＩＬ０?（ｂ）?－Ｈ???ｔ?ｉ?！：：?ｒＪ?Ｆ??丨．Ｕ?Ｉｐ??ｎｏｎｅ?ＳＤＢＳ?ＣＴＡＢ?ＦＩ２７?ＰＶＰ?ＰＩ２３?ｎｏｎｅ?ＳＤＢＳ?ＣＴＡＢ?ＦＩ２７?ＰＶＰ?１＊１２３??不同农面活性剂?不网农面活性剂??图３－３添加不同表面活性剂的Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－ＺｒＣｈ催化剂的催化活性（ａ）?Ｃ０２的转化率和甲醇选择性??（ｂ）甲醇的时空产率??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?Ｃｕ?／?ＺｎＯ?／ｍ－?Ｚｒ〇２?Ｃａｔａｌｙｓｔ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，?（ａ）?Ｃ〇２?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｒａｔｅ?ａｎｄ??Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ＣＨ３ＯＨ?（ｄ）?Ｓｐａｃｅ?ｔｉｍｅ?ｙｉｅｌｄ?ｏｆ?ＣＨ３ＯＨ??在Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－ＺｒＣｈ催化剂的合成过程中添加了?ＳＤＢＳ，?ＣＴＡＢ，?Ｆ１２７，?ＰＶＰ，?Ｐ１２３五种不同??表面活性剂。从图３－３?＜ａ）可以添加表面活性剂的Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－Ｚｒ０２催化剂与未添加表面活性剂??的Ｃｕ／ＺｎＯ／ｍ－ＺｒＣｂ催化剂相比，Ｃ０２的转化率、甲醇选择性和甲醇的时空产率都有很大的提??高，可能的原因是由于添加表面活性剂之后，催化剂表面呈现了介孔结构，使得催化剂比表面??积增大，形成了足够多的活性中心来吸附和活化〇３２和Ｈ２分子，使其表现出较好的Ｃ０２加氢制??甲醇的性能。其中添加了?Ｐ１２３的催化剂性能最优，二氧化碳转化率为１３．８％，甲醇选择性为??６８．１％，甲

【参考文献】：
期刊论文
[1]Revalorization of CO2 for methanol production via ZnO promoted carbon nanofibers based Cu-ZrO2 catalytic hydrogenation[J]. Israf Ud Din,Maizatul S.Shaharun,A.Naeem,S Tasleem,Pervaiz Ahmad.  Journal of Energy Chemistry. 2019(12)
[2]柠檬酸盐凝胶法制备纳米CuO-ZnO-ZrO2的工艺分析及CO2加氢制甲醇的性能[J]. 黄纯洁,陈绍云,费潇瑶,刘岱,陈健,张永春.  燃料化学学报. 2016(03)
[3]铑-铱双金属催化甲醇制醋酸工艺[J]. 张蕾,唐应吉,杨燕红,马晓迅.  化学工程. 2011(08)
[4]CO2加氢合成甲醇催化剂CuO-ZnO/ZrO2的制备[J]. 赵云鹏,田景芝,荆涛.  齐齐哈尔大学学报. 2006(03)
[5]Fe助剂对CuO/Al2O3催化剂上CO2+H2合成甲醇影响的研究[J]. 李桂英,胡常伟.  天然气化工. 2005(03)
[6]锰和镧改性Cu/ZrO2合成甲醇催化剂的结构及催化性能[J]. 林明桂,杨成,吴贵升,魏伟,李文怀,单永奎,孙予罕,何鸣元.  催化学报. 2004(07)
[7]ZrO2对合成二甲醚双功能催化剂表面结构及催化性能的影响[J]. 孙鲲鹏,卢伟伟,邱凤炎,徐贤伦.  分子催化. 2003(03)
[8]氧化锆对铜基甲醇合成催化剂的促进作用(英文)[J]. 林仁存,杨意泉,袁友珠,林种玉,李晨,杨华,王琪,张鸿斌.  Journal of Natural Gas Chemistry. 2001(04)
[9]二氧化碳加氢合成甲醇的CuO-ZnO催化剂制备Ⅱ.制备规律[J]. 刘志坚,廖建军,谭经品,李大东.  石油炼制与化工. 2000(12)
[10]ZnO对合成甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化剂性能的影响[J]. 李基涛,陈明旦,张伟德,万惠霖,陈华毅,林建毅,KL Tan.  天然气化工. 2000(02)



本文编号：3535385