铜催化铝锌水解制氢及CO 2 原位加氢转化的研究

发布时间：2024-03-03 07:20

　　利用CO2转化技术将CO2还原为有价值的小分子化合物(如甲烷、甲醇、甲酸等)能够有效缓解当前气候环境压力和对于化石燃料的依赖。甲醇作为一种基础化工原料,在化工领域有着广泛用途,Cu/ZnO/A12O3催化剂用于甲醇工业化生产,其制备通过金属硝酸盐和NaOH共沉淀、洗涤、高温煅烧和氢气预还原等生产步骤。研究表明,催化剂中残留的少量钠离子和硝酸盐或者氮氧化物是CO2加氢制甲醇工业生产过程中催化剂慢性中毒和失活的主要原因。此外,通过煤气化或甲烷催化重整的氢气工业制备过程产生大量的CO2,而且氢气的运输和贮存的安全性问题尚未得到很好的解决。因此,当前的Cu/ZnO/Al2O3催化CO2加氢制甲醇的工业生产过程不符合绿色和清洁生产的可持续发展理念。本文提出铜催化铝锌合金水解制氢及CO2原位加氢转化的新概念,研究了铝锌合金水解制氢的影响因素(铝锌合金的组成、NaOH浓度、反应温度以及铜源)和不同碳源(KHCO3、NaHCO3和 CO2)、铜源(Cu、Cu2O、CuO、CuCO3·Cu(OH)2 和 CuSO4)、铜源组成(单一、混合)、铜源材料的粒径(微米和纳米)以及反应温度对CO2原位加氢反应转...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 碳排放与能源危机
    1.2 CO₂资源化利用
        1.2.1 电化学还原CO2

        1.2.2 光催化还原CO₂

        1.2.3 金属原位催化还原CO₂

    1.3 CO₂加氢转化为CH₃OH的机理研究
    1.4 CO₂加氢转化为CH₃OH的研究现状
    1.5 氢能源发展现状与制氢技术
        1.5.1 水分解制氢
        1.5.2 化石燃料制氢
        1.5.3 生物质制氢
        1.5.4 金属水解制氢
    1.6 研究目的和意义
    1.7 研究内容和创新点
第二章 铝锌材料析氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验试剂与材料
        2.2.2 实验主要仪器设备
        2.2.3 实验步骤与理论产氢量计算
        2.2.4 材料物理光谱表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 铝锌合金材料中锌含量对产氢的影响
        2.3.2 NaOH浓度对产氢的影响
        2.3.3 反应温度对产氢的影响
        2.3.4 NaCl的添加对产氢的影响
        2.3.5 添加铜盐的影响
        2.3.6 球磨法制备铝锌材料析氢性能研究
    2.4 本章小结
第三章 微米级材料制备Cu/ZnO/A1₂0₃催化剂及其原位催化CO₂加氢转化
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验试剂及材料
        3.2.2 实验主要仪器设备
        3.2.3 实验步骤与产物分析检测计算方法
        3.2.4 材料物理光谱表征检测
    3.3 Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂材料制备及其原位还原CO₂性能的研究
        3.3.1 不同碳源与铜源条件筛选
        3.3.2 单一铜源添加的催化性能探究
        3.3.3 两种铜源添加的催化性能探究
    3.4 本章小结
第四章 纳米级材料制备Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂及其原位催化CO₂加氢转化
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验试剂及材料
        4.2.2 实验主要仪器设备
        4.2.3 实验步骤
        4.2.4 样品表征检测
    4.3 铜源与反应条件对催化性能的影响
    4.4 催化材料的物理光谱表征及分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件



本文编号：3917433

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