ZnO-Mn 2 O 3 催化剂制备及催化CO 2 加氢制甲醇的研究

发布时间：2023-06-03 22:53

　　CO₂加氢制甲醇不仅可以有效解决CO₂排放问题,还可以实现CO₂资源化利用。CO₂加氢制甲醇负载型催化剂存在CO₂转化率低、高温下逆水煤气反应严重致使CO含量过高、产物甲醇选择性较低等问题,氧化物型催化剂存在高温稳定性差问题。根据双金属氧化物催化剂的氧空位高温活化CO₂机制,鉴于锰氧化物(Mn_xO_y)独特的氧化还原性和结构性质使Mn-O结构易形成大量丰富氧空位,而ZnO因其表面独特的电子结构在多相催化领域表现出卓越的异裂氢溢出能力。基于双活性位点的固溶结构催化剂设计出发,本文提出构建ZnO-Mn₂O₃复合氧化物催化CO₂加氢制甲醇反应,以期达到催化剂高温稳定性好,催化性能优越的效果;并从Mn_xO_y催化剂结构性质及催化性能的分析和评价、ZnO-Mn₂O₃复合氧化物...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 CO₂的排放问题
    1.2 CO₂的资源化利用
        1.2.1 CO₂的物理利用
        1.2.2 CO₂的化学利用
    1.3 甲醇的应用与前景
    1.4 CO₂加氢制甲醇研究进展
        1.4.1 CO₂加氢制甲醇的热力学研究
        1.4.2 CO₂加氢制甲醇催化剂
        1.4.3 CO₂加氢制甲醇反应机理
    1.5 研究思路和内容
第二章 实验方法
    2.1 实验所用原料与设备
        2.1.1 实验所用原料
        2.1.2 实验设备
    2.2 催化剂的制备
        2.2.1 共沉淀法制备ZnO-Mn₂O3

        2.2.2 液相沉淀法制备ZnO和 Mn_xO_y

        2.2.3 等体积浸渍法制备ZnO-Mn2O
        2.2.4 物理共混法制备ZnO-Mn₂O₃ 催化剂
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电镜分析和透射电镜分析(SEM、TEM)
        2.3.3 CO₂-程序升温脱附分析(CO₂-TPD)
        2.3.4 H₂-程序升温还原分析(H₂-TPR)
        2.3.5 O₂-程序升温氧化(O₂-TPO)
        2.3.6 红外光谱分析(FT-IR)
        2.3.7 热重(TG)
        2.3.8 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.9 X射线荧光光谱分析(XRF)
        2.3.10 原位红外分析(DRIFTS)
    2.4 催化剂的性能评价
        2.4.1 实验装置
        2.4.2 分析方法
第三章 ZnO-Mn₂O₃ 催化剂制备条件及催化性能
    3.1 引言
    3.2 Mn_xO_y催化剂结构性质及催化性能
    3.3 不同制备方法对ZnO-Mn₂O₃ 催化剂结构性质及催化性能影响
    3.4 锰锌质量比对ZnO-Mn₂O₃ 催化剂结构性质及催化性能影响
    3.5 沉淀终点p H值对ZnO-Mn₂O₃ 催化剂结构性质及催化性能影响
    3.6 反应老化温度对ZnO-Mn₂O₃ 催化剂结构性质及催化性能影响
    3.7 焙烧温度对ZnO-Mn₂O₃ 催化剂结构性质及催化性能影响
    3.8 本章小结
第四章 ZnMn₂O₄催化剂工艺条件研究
    4.1 引言
    4.2 不同气氛对ZnMn₂O₄催化剂催化性能影响
    4.3 反应温度对ZnMn₂O₄催化剂催化性能影响
    4.4 反应压力对ZnMn₂O₄催化剂催化性能影响
    4.5 体积空速对ZnMn₂O₄催化剂催化性能影响
    4.6 反应后ZnMn₂O₄催化剂表征
    4.7 本章小结
第五章 ZnMn₂O₄催化剂反应机理的研究
    5.1 引言
    5.2 不同时间下ZnMn₂O₄催化剂原位红外分析
    5.3 不同温度下ZnMn₂O₄催化剂原位红外分析
    5.4 不同压力下ZnMn₂O₄催化剂原位红外分析
    5.5 不同空速下ZnMn₂O₄催化剂原位红外分析
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3830192

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