納米材料因其獨特的物理和化學(xué)特性,廣泛應(yīng)用于能源、催化等領(lǐng)域。納米材料的催化性能與材料自身的尺寸、結(jié)構(gòu)以及所處的物理環(huán)境等因素密切相關(guān)�？煽刂苽渚哂刑囟ǔ叽�、結(jié)構(gòu)的納米材料對研究其催化性能具有重要意義。針對合成氣轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中通常面臨的催化劑活性差、易失活、活性組分作用機理不清晰等問題,本論文可控制備了一系列三元CuO-CaO-ZrO2有序介孔材料以及不同晶相的Ni納米晶材料,并將其分別用于合成氣直接制甲酸甲酯（MF）以及合成氣甲烷化反應(yīng),考察了催化劑結(jié)構(gòu)對其性能的影響。本論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）采用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝的方法制備了一系列三元Cu-Ca-Zr有序介孔催化劑,并將其用于合成氣直接制甲酸甲酯反應(yīng),考察了有序介孔結(jié)構(gòu)以及CuO活性組分的分散狀態(tài)對催化劑活性與穩(wěn)定性的影響。與浸漬法和納米顆粒負(fù)載法制備的催化劑相比,“一鍋法”制備的有序介孔催化劑表現(xiàn)出更高的活性和穩(wěn)定性。這是因為“一鍋法”制備的催化劑具有更高的比表面積,暴露出更多的活性位點,有利于CO的轉(zhuǎn)化;同時,CuO高度分散于有序介孔骨架中,使CuO與CaO-ZrO2載體之間的協(xié)同效應(yīng)得到增強,有利于提高M(jìn)F選擇性;另外... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２軟模板法制備介孔材料示意圖（Ｗａｎ?ａｎｄ?Ｚｈａｏ，?２００７）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｓｏｆｔ?ｔｅｍｐｌａｔｅ?ｓｙｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??

２００３；?Ｙａｎｇ等，２００２）。有時為促進(jìn)前驅(qū)體進(jìn)入模板空隙結(jié)構(gòu)中，需對模板材料進(jìn)??行表面改性處理。Ｗａｎｇ等人（２００５）采用乙烯基修飾的二氧化硅介孔材料為模板，??以Ｃｏ（Ｎ０３）２為前驅(qū)體，成功合成了有序介孔Ｃ〇３〇４材料（圖１．３），結(jié)果顯示表??面修飾對前驅(qū)體進(jìn)入孔道起到了至關(guān)重要的作用，該方法還可以用于其他金屬前??驅(qū)體。??ＷＭ??圖１．３?Ｃｏ３〇４有序介孔材料沿（ａ）?［１１１］和（ｂ）?［１１０］方向的ＴＥＭ圖像（Ｗａｎｇ等，２００５）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｄｅｒｅｄ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?Ｃ０３Ｏ４?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?ａ）?［１００］，?ｂ）?［１１０］?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ??１．２．３金屬氧化物有序介孔材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用??７??

Ｌ?ＣａＯ?＋?Ｚｒ０２?■?ＣｕＯ?＋?ＣａＯ?＋?ＺｒＯｚ?＾?ＣｕＯ?ＮＰｓ??圖２．１?Ｃｕ－Ｃａ－Ｚｒ有序介孔催化劑制備流程示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｏｒｄｅｒｅｄ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?Ｃｕ－Ｃａ－Ｚｒ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ??２．２．３催化劑表征??（１）?Ｎ２物理吸附分析??樣品的Ｎ２吸附－脫附等溫曲線通過Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ公司的ＮＯＶＡ?３２００ｅ型比表??面積和孔隙率快速分析儀測量得到。待測樣品在２００?°Ｃ下真空脫氣３?ｈ，以除去??表面吸附的雜質(zhì)。樣品的比表面積采用Ｂｒｕｎａｕｅｒ?Ｅｍｍｅｔｔ?Ｔｅｌｌｅｒ?（ＢＥＴ）方程，在相??對壓力０．０５－０．３之間計算得到，孔體積根據(jù)氮氣在相對壓力為０．９８時的吸附量確??定，孔徑分布曲線（ＰＳＤ）采用吸附分支通過Ｂａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａ?（ＢＪＨ）方法確定，??孔徑分布曲線最高點對應(yīng)的孔徑作為催化劑中孔徑的最可幾孔徑。??（２）?Ｈｂ程序升溫還原（Ｈ２－ＴＰＲ）??樣品的Ｈ２程序升溫還原在Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ公司的ｃｈｅｍＢＥＴ?ｐｕｌｓａｒ?ＴＰＲ／ＴＰＤ??化學(xué)吸附儀上進(jìn)行。首先稱�。担�?ｍｇ樣品置于Ｕ型石英管中，在２００?°Ｃ、Ｈｅ氣??氛下加熱以除去表面雜質(zhì)，脫氣１?ｈ后降至室溫。切換氣體為１０．０?ｖｏｌ?％?Ｈ２／Ａｒ，??以］０?°Ｃ／ｍｉｎ的升溫速率升至６００?°Ｃ，氣體流量３０?ｍＬ／ｍｉｎ，出口氣體采用ＴＣＤ??２３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Morphology and activity relationships of macroporous CuO-ZnO-ZrO2 catalysts for methanol synthesis from CO2 hydrogenation[J]. Yu-Hao Wang,Wen-Gui Gao,Hua Wang,Yan-E Zheng,Kong-Zhai Li,Ru-Gui Ma.  Rare Metals. 2016(10)
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本文編號：3411582