本文關(guān)鍵詞： 溶劑熱法 Cu-Zn-Al催化劑 合成氣 乙醇 漿態(tài)床　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：合成氣催化轉(zhuǎn)化合成清潔能源乙醇和低碳醇是一條低能耗、高效率、原料儲(chǔ)備豐富的合成路線,近年來(lái)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。課題組對(duì)完全液相法制備的Cu基催化劑用于漿態(tài)床CO加氫合成乙醇做了大量研究工作,研究發(fā)現(xiàn)采用完全液相-溶劑熱法制備的Cu-Zn-Al催化劑有較高的乙醇選擇性,但催化劑的活性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差�；诖�,本文采用溶劑熱法制備Cu-Zn-Al催化劑,利用漿態(tài)床反應(yīng)器評(píng)價(jià)催化劑催化CO加氫合成乙醇的性能。系統(tǒng)考察了前驅(qū)體制備條件、熱處理?xiàng)l件以及還原條件對(duì)Cu-Zn-Al催化性能的影響,并通過(guò)NH_3-TPD-MS、XRD、SEM、H2-TPR、XPS、N_2吸附等手段對(duì)制得的催化劑樣品進(jìn)行表征分析。得出以下主要結(jié)論:采用溶劑熱法制備的Cu-Zn-Al催化劑具有鏈增長(zhǎng)的能力,可以催化CO加氫生成乙醇,乙醇選擇性最高達(dá)到了38.71%,但是整體來(lái)說(shuō)催化劑的CO轉(zhuǎn)化率較低,穩(wěn)定性較差,且存在CO轉(zhuǎn)化率和乙醇選擇性不能兼顧的問題。在前驅(qū)體制備時(shí),敞口時(shí)間和Al含量對(duì)催化劑的CO轉(zhuǎn)化率和乙醇選擇性有明顯影響。延長(zhǎng)敞口時(shí)間,使得催化劑中難還原的Cu+增多,氧化態(tài)的cu物種所處環(huán)境更復(fù)雜,從而提高催化劑的co轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)初期乙醇的選擇性;增加催化劑中的al含量,可以提高催化劑的比表面積,但促進(jìn)了cual2o4/znal2o4尖晶石相的生成,不利于催化劑活性的發(fā)揮;當(dāng)n(cu):n(zn):n(al)=2:1:0.8時(shí),催化劑中含有較多難還原的cu+,活性組分cu的晶粒尺寸較小,孔體積較大,乙醇選擇性較高,而較多的al含量不利于乙醇的生成。溶劑熱處理過(guò)程中,攪拌強(qiáng)度、時(shí)間和自生壓等均會(huì)對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生較大的影響。研究發(fā)現(xiàn):(1)靜置不攪拌的熱處理環(huán)境更有利于cu的分散及催化劑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;(2)熱處理時(shí)間延長(zhǎng),催化劑中的物相及其結(jié)晶度逐漸發(fā)生變化,催化劑表面的弱酸量減少而酸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng);(3)較高的自生壓更有利于熱處理時(shí)催化劑中cu物種的還原。綜合來(lái)看,在熱處理溫度200℃、熱處理時(shí)間24h、靜置不攪拌的條件下制備的cu-zn-al催化劑具有較高的co轉(zhuǎn)化率和乙醇選擇性。對(duì)催化劑還原溫度和還原氣氛的研究結(jié)果表明,在250℃、n2+h2的氣氛中對(duì)cu-zn-al催化劑進(jìn)行還原,催化劑的活性和乙醇選擇性較好,在此條件下,催化劑中的各組分之間的相互作用力變化較小,催化劑結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,對(duì)乙醇的選擇性較高。本研究采用高壓反應(yīng)釜對(duì)前驅(qū)體進(jìn)行溶劑熱處理,由于弱酸性漿液對(duì)釜體的腐蝕,導(dǎo)致催化劑中出現(xiàn)了fe的物相。fe的存在降低了催化劑中cu的分散度,從而使得co轉(zhuǎn)化率明顯降低;但催化劑生成乙醇的能力明顯增強(qiáng)。
[Abstract]:In this paper , Cu - Zn - Al catalyst prepared by complete liquid phase method was used to study the catalytic performance of Cu - Zn - Al catalyst . The results showed that the Cu - Zn - Al catalyst prepared by complete liquid phase method was more complex than that of Cu - Zn - Al catalyst . ( 2 ) The heat treatment time is prolonged , the phase and the crystallinity of the catalyst are gradually changed , the weak acid in the surface of the catalyst is reduced and the acid intensity gradually increases ; ( 3 ) the activity of the catalyst and the selectivity of the ethanol are better under the condition that the heat treatment temperature is 200 DEG C , the heat treatment time is 24 h , the static non - stirring condition is higher .

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;TQ223.122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1543499