【摘要】：采用并流共沉淀方法制備了一系列不同載體的銅基催化劑,通過N2物理吸附、X射線衍射、程序升溫還原、透射電子顯微鏡和X射線光電子能譜等表征方法分析了催化劑的物理化學特性。研究了載體(TiO_2,SiO_2和TiO_2+SiO_2)對于乙酸乙酯加氫的影響。實驗結果表明,TiO_2和SiO_2共同做載體的CZST催化劑具有較高的活性,而且銅活性組分分散比較均勻、Cu的晶粒尺寸較小以及Cu~0/(Cu~0+Cu~+)物質(zhì)的量比例合適。探索研究了CZST催化劑的最優(yōu)反應條件,發(fā)現(xiàn)在反應溫度為250℃、質(zhì)量空速0.5h~(-1)、n(氫)/n(酯)為20時,其反應活性最高,乙酸乙酯轉(zhuǎn)化率達到96%,乙醇選擇性達到99.5%。
【圖文】：

焙燒后(a)和還原后(b)的CZ、CZT、CZS、CZST催化

第6期2.2催化劑的BET表征通過煅燒后的四種催化劑的N2吸附-脫附等溫線圖2和表1所示，可以發(fā)現(xiàn)載體對催化劑的孔結構影響十分明顯。根據(jù)IUPAC分類，N2吸附-脫附等溫曲線均為IV型，均出現(xiàn)HI-型滯后環(huán)，這是由于N2在孔道內(nèi)毛細凝結，具有典型的介孔特征。Cu-ZnO催化劑總孔容為0.06cm3/g，比表面積為13.1m2/g，平均孔徑為21.9nm。當加入SiO2后，催化劑的比表面積增加到66.8m2/g，但是平均孔徑減小到15.9nm，這可能是SiO2的加入形成了銅硅酸鹽[15,16]。對比CZS與CZST發(fā)現(xiàn)加入TiO2助劑會降低催化劑的比表面積和孔容積，這可以從以下兩個方面去解釋：(1)載體SiO2的比表面積比TiO2大的多，TiO2添加后SiO2相對含量降低，總比表面積下降。(2)CZS孔道內(nèi)被部分TiO2堵塞，造成孔容積和比表面積減校合適的孔結構有利于乙酸乙酯分子接觸到催化劑的活性位與氫氣發(fā)生加氫反應，并且便于產(chǎn)物離開活性位點促進反應正向進行。2.3催化劑的H2-TPR表征500℃焙燒之后CZ，CZS，CZT，CZST催化劑的H2-TPR譜圖如圖3所示。Cu物種的分散度、與載體之間的相互作用和粒徑大小等都會影響其還原溫度。根據(jù)Chen[17]的研究，若還原峰在250℃以上，則存在晶相CuO。對于CZ催化劑，在312℃左右有一個主峰，同時在260℃有一個肩峰，說明有不同的銅被還原。這個主峰可能是體相大顆粒銅的還原，說明銅有一定的聚集，分散性不好[18]。載體TiO2和SiO2的加入都會使得峰向低溫偏移，同時肩峰消失。由于氧化銅物質(zhì)和TiO2載體之間的強相互作用，，CZT在203℃時顯示出不對稱的峰。TiO2是n型半導體，在還原氣氛下，TiO2傾向于產(chǎn)生高濃度的n型缺陷，即表面不穩(wěn)定的Ti3+離子和

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1 馮素流;水相中酯類化合物綠色定量合成反應的研究[D];天津大學;2016年

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