草酸二甲酯加氢制备乙二醇催化剂稳定性研究
发布时间：2022-09-17 17:38
乙二醇（EG）是重要的化工原料,被广泛应用于聚酯行业、医药、香料等领域。由于我国“富煤贫油少气”能源结构特征,深入研究煤制乙二醇合成路线具有重要意义。煤经合成气制备草酸二甲酯然后合成乙二醇是一条绿色环保、高效的路线。而该路线最为关键的是开发高效、稳定的草酸二甲酯加氢催化剂。早期大的研究主要集中于Ru基均相催化剂的研究,但需要高压环境对设备要求较高,且均相催化剂难于实现催化剂和反应产物的分离,这极大的限制了其工业应用。在非均相催化剂中,尽管Cu基催化剂在草酸二甲酯加氢中显示出高的加氢活性,但是表现出了较差的热稳定性,催化剂容易失活。其中,Cu活性物种在催化剂表面的损失是失活的主要原因,这大大增加了工业生产成本。为了解决催化剂稳定性问题,最初工业上使用了Cr改性的Cu基催化剂。相较于Cu基催化剂虽然Cu-Cr催化剂活性更低,但稳定性得到了大幅提高。由于Cr的剧毒性,对环境保护和人身健康带来较大威胁,已经被全面停用。因此,开发一种新型稳定的高效催化剂迫在眉睫。本文分别通过构建双金属催化剂和核壳结构催化剂两种策略制备了不同结构Cu基催化剂,并将其应用于草酸二甲酯加氢反应中研究。采用氮气物理吸附...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 乙二醇
1.2.1 乙二醇的性质和用途
1.2.2 乙二醇合成方法
1.3 草酸二甲酯加氢制备乙二醇催化剂研究现状
1.3.1 载体对Cu基催化剂加氢性能的影响
1.3.2 活性物种的形成
1.3.3 催化剂制备方法对催化性能的影响。
1.3.4 助剂对Cu基催化剂的影响
1.3.5 催化剂形貌对催化性能的影响
1.4 金属纳米粒子稳定策略
1.4.1 金属-载体间强相互作用(SMSI)
1.4.2 活性金属在特殊形貌载体中的封装
1.4.3 碳层的包覆
1.4.4 金属纳米粒子在MOFs材料中的封装
1.5 本论文研究内容
第2章 催化剂的制备和表征
2.1 催化剂的制备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 催化剂制备方法
2.2 催化剂评价
2.3 催化剂表征
2.3.1 N_2物理吸附
2.3.2 H_2程序升温还原(H_2-TPR)和H_2程序升温脱附(H_2-TPD)
2.3.3 活性Cu比表面积测试
2.3.4 红外光谱(FT-IR)
2.3.5 X射线粉末衍射(XRD)和原位XRD(in-situ XRD)
2.3.6 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)
2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)和俄歇能谱(XAES)
2.3.8 高分辨透射电子显微镜(TEM)
2.3.9 热重分析(TGA)
2.3.10 CO原位红外(CO in-situ FTIR)
第3章 Cu-Zn双金属催化剂的制备及研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂制备
3.2.2 催化剂表征
3.2.3 催化剂活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂的组成和结构性质
3.3.2 催化剂活性中心Cu粒径和分散度研究
3.3.3 电子效应的研究
3.3.4 催化剂结构的演变
3.3.5 催化剂草酸二甲酯加氢反应性能的比较
3.3.6 结构与性能的关系
3.3.7 Cu-Zn界面与稳定性能的相关性
3.4 本章小结
第4章 COF包裹核壳结构Cu基催化剂的制备及研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂制备
4.2.2 催化剂的表征
4.2.3 催化剂活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 催化剂的XRD表征
4.3.2 Cu/SiO_2@COF催化剂的TEM表征
4.3.3 Cu/SiO_2@COF催化剂的HADDEF-STEM和mapping图表征
4.3.4 RT-COF-1材料的热稳定性分析
4.3.5 Cu/SiO_2@COF催化剂加氢反应性能
4.3.6 Cu/SiO_2@COF催化剂稳定性测试
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及发表文章目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙二醇添加量对聚酯降解产物的影响[J]. 曾正,胡红梅,郝克倩,吕媛媛,王学利,俞建勇,陈浩. 东华大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]煤制乙二醇产业发展研究及展望[J]. 杨晓通,时鹏. 山东化工. 2020(01)
[3]煤炭深加工与利用的重要性探索[J]. 王素萍. 化工设计通讯. 2019(12)
[4]国内煤制乙二醇行业发展现状及展望[J]. 王一旭,时鹏. 化工管理. 2019(31)
[5]煤基乙二醇合成聚酯的可行性研究[J]. 薛春英. 中氮肥. 2019(05)
[6]煤制乙二醇生产工艺技术进展及技术经济分析[J]. 韦彦明. 中国石油和化工标准与质量. 2019(15)
[7]煤制乙二醇装置运行效果及市场前景分析[J]. 杨鹏举,刘道勇,时鹏. 河南化工. 2019(07)
[8]煤制乙二醇技术应用[J]. 王宁,苏雪,李佳璇. 山西科技. 2019(04)
[9]乙二醇市场分析及预测[J]. 安超. 中国石油和化工经济分析. 2019(07)
[10]煤制乙二醇产业竞争力分析[J]. 李金洲,赵霄鹏,张敏,朱伟娜,杨丽超. 煤炭技术. 2019(03)
硕士论文
[1]中国煤制乙二醇发展趋势研究[D]. 吴涛.中国地质大学(北京) 2018
[2]一氧化碳催化偶联合成草酸二乙酯催化剂研究[D]. 田克胜.天津大学 2007
本文编号：3679663
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 乙二醇
1.2.1 乙二醇的性质和用途
1.2.2 乙二醇合成方法
1.3 草酸二甲酯加氢制备乙二醇催化剂研究现状
1.3.1 载体对Cu基催化剂加氢性能的影响
1.3.2 活性物种的形成
1.3.3 催化剂制备方法对催化性能的影响。
1.3.4 助剂对Cu基催化剂的影响
1.3.5 催化剂形貌对催化性能的影响
1.4 金属纳米粒子稳定策略
1.4.1 金属-载体间强相互作用(SMSI)
1.4.2 活性金属在特殊形貌载体中的封装
1.4.3 碳层的包覆
1.4.4 金属纳米粒子在MOFs材料中的封装
1.5 本论文研究内容
第2章 催化剂的制备和表征
2.1 催化剂的制备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 催化剂制备方法
2.2 催化剂评价
2.3 催化剂表征
2.3.1 N_2物理吸附
2.3.2 H_2程序升温还原(H_2-TPR)和H_2程序升温脱附(H_2-TPD)
2.3.3 活性Cu比表面积测试
2.3.4 红外光谱(FT-IR)
2.3.5 X射线粉末衍射(XRD)和原位XRD(in-situ XRD)
2.3.6 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)
2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)和俄歇能谱(XAES)
2.3.8 高分辨透射电子显微镜(TEM)
2.3.9 热重分析(TGA)
2.3.10 CO原位红外(CO in-situ FTIR)
第3章 Cu-Zn双金属催化剂的制备及研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂制备
3.2.2 催化剂表征
3.2.3 催化剂活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 催化剂的组成和结构性质
3.3.2 催化剂活性中心Cu粒径和分散度研究
3.3.3 电子效应的研究
3.3.4 催化剂结构的演变
3.3.5 催化剂草酸二甲酯加氢反应性能的比较
3.3.6 结构与性能的关系
3.3.7 Cu-Zn界面与稳定性能的相关性
3.4 本章小结
第4章 COF包裹核壳结构Cu基催化剂的制备及研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂制备
4.2.2 催化剂的表征
4.2.3 催化剂活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 催化剂的XRD表征
4.3.2 Cu/SiO_2@COF催化剂的TEM表征
4.3.3 Cu/SiO_2@COF催化剂的HADDEF-STEM和mapping图表征
4.3.4 RT-COF-1材料的热稳定性分析
4.3.5 Cu/SiO_2@COF催化剂加氢反应性能
4.3.6 Cu/SiO_2@COF催化剂稳定性测试
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及发表文章目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙二醇添加量对聚酯降解产物的影响[J]. 曾正,胡红梅,郝克倩,吕媛媛,王学利,俞建勇,陈浩. 东华大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]煤制乙二醇产业发展研究及展望[J]. 杨晓通,时鹏. 山东化工. 2020(01)
[3]煤炭深加工与利用的重要性探索[J]. 王素萍. 化工设计通讯. 2019(12)
[4]国内煤制乙二醇行业发展现状及展望[J]. 王一旭,时鹏. 化工管理. 2019(31)
[5]煤基乙二醇合成聚酯的可行性研究[J]. 薛春英. 中氮肥. 2019(05)
[6]煤制乙二醇生产工艺技术进展及技术经济分析[J]. 韦彦明. 中国石油和化工标准与质量. 2019(15)
[7]煤制乙二醇装置运行效果及市场前景分析[J]. 杨鹏举,刘道勇,时鹏. 河南化工. 2019(07)
[8]煤制乙二醇技术应用[J]. 王宁,苏雪,李佳璇. 山西科技. 2019(04)
[9]乙二醇市场分析及预测[J]. 安超. 中国石油和化工经济分析. 2019(07)
[10]煤制乙二醇产业竞争力分析[J]. 李金洲,赵霄鹏,张敏,朱伟娜,杨丽超. 煤炭技术. 2019(03)
硕士论文
[1]中国煤制乙二醇发展趋势研究[D]. 吴涛.中国地质大学(北京) 2018
[2]一氧化碳催化偶联合成草酸二乙酯催化剂研究[D]. 田克胜.天津大学 2007
本文编号：3679663
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