低碳醇（含一個或多個碳原子的混合醇類）作為一類重要的化工原料,可用作運輸燃料、汽油添加劑或其他化學中間體等,其巨大的應用前景使得其受到了研究人員的廣泛關注。在各種低碳醇合成工藝中,通過利用合適的催化劑將來自煤氣化獲得的合成氣催化轉化為低碳醇是較有應用前景的工藝過程。而在各類合成氣制備低碳醇催化劑中,改性的費托合成催化劑（CuCo催化劑）被認為是最有工業(yè)化應用能力的催化劑之一。與其他催化劑相比,CuCo催化劑的反應條件相對溫和,且其低碳醇的產(chǎn)量較高。本論文具體以CuCo催化劑為研究對象,采用共還原的方法制備了一系列不同Cu/Co比例的合金催化劑材料,并通過XRD、XPS、TEM、SEM、TPD、TPR、原位DRIFTS等表征方法系統(tǒng)地研究了催化劑中不同的Cu/Co比例對合成氣催化轉化制低碳醇性能的影響。最后,本論文也探究了 CuCo合金催化劑在反應過程中的結構變化。本論文開展的主要研究內容和結果如下:（1）采用共還原的方法制備了一系列具備不同Cu/Co比例的合金催化劑材料,并研究了比例差異對合成氣轉化制低碳醇性能的影響。首先通過在純H2氣氛和300℃高溫下對催化劑進行4小時的還原處理,然... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４?Ｏｃｔａｍｉｘ工藝流程示意圖

?第ｉ章緒?論???Ｃ〇２?燃料氣軟紐份??ｒ?Ｉ?…■?￣￣￣Ｉ?ｆ?ｔ??合成氣了?Ｉ殷碳ＨＨ熱拽［Ｈ合成｜分離｛膨ｋ卜―｜穩(wěn)定｜－＾浞合船???１循環(huán)壓縮卜???圖１－４?Ｏｃｔａｍｉｘ工藝流程示意圖。??Ｓｙｇｍｏｌ工藝是由美國的ＤＯＷ與ＵＣＣ共同所開發(fā)，該工藝（圖１－５）使用??的是Ｍ〇Ｓ２催化劑，并通過摻雜堿金屬來提高催化劑的活性。該工藝催化劑有良??好的抗硫性以及不易積碳等特征，水汽變換反應活性高；且其主要醇產(chǎn)物為ＣＶ??Ｃ５的直鏈正構醇，其中Ｃ２以上醇的占比較大。但是該工藝催化劑在反應過程中??易發(fā)生硫的流失現(xiàn)象，所以合成氣中需要加入少量的Ｈ２Ｓ氣體以穩(wěn)定催化劑的??活性。??甲烷???廠■■■?■?１?ｒ——，??Ｚ＝＾部分鋱化（；０２洗滌器卜１醉合成器［Ｈ氣液分離器［■—沸石除水??＾?ｆ???１??Ｃ０２?無水混合盼??圖１－５?Ｓｙｇｍｏ丨工藝流程示意圖。??１．５合成氣制備低碳醇的主要催化劑??由合成氣直接催化合成低碳醇反應的研宄己經(jīng)持續(xù)了近１００年，期間開發(fā)了??四種合成醇的工藝路線，并陸續(xù)開發(fā)了一系列的催化劑材料。目前合成氣制備低??碳醇的催化劑主要可分為四大類，分別為貴金屬Ｒｈ基催化劑、改性的甲醇催化??劑、Ｍｏ基催化劑、改性的ＦＴＳ催化劑。??１．５．１貴金屬Ｒｈ基催化劑??利用Ｒｈ基催化劑將合成氣直接轉化為含氧化合物的方法最早在１９７６年就??被報道了。當時的美國ＵＣＣ公司研發(fā)出了金屬陽離子修飾的Ｒｈ基催化劑，并??將其用于催化合成氣制取乙醇等其他Ｃ２及以上含氧化合物后來的研宄表??明Ｒｈ基催化劑對Ｃ２及以上含氧化合物可以實現(xiàn)很好的選擇性，

?第１章緒?論???不穩(wěn)定，經(jīng)過還原后的鈣鈦礦結構會發(fā)生崩塌，但仍可以形成高度分散的ＣｕＣｏ??合金納米粒子。Ｔｉｅｎ－Ｔｈａｏ等人［５５＿５９］，研究了?Ｃｕ摻雜量對ＬａＣ〇ｉ．ｘＣｕｘ〇３?（ｘ?＝?０、??０．１、０．２或０．３）催化活性的影響。其首先采用檸檬酸絡合－多次浸潰法合成鈣鈦??礦結構ＬａＣ〇ｉ．ｘＣｕｘ０３，再通過煅燒ＬａＣ〇ｉ．ｘＣｕｘ０３來形成ＣｕＣｏ雙金屬催化劑，并??研究了其對低碳醇合成反應的活性。實驗結果表明，隨著Ｃｕ含量的增加，催化??劑的ＣＯ轉化率、副產(chǎn)物碳氫化合物和（：０２的選擇性都發(fā)生了降低，而低碳醇的??選擇性則隨著Ｃｕ含量的增加而增高。文章指出，這一結果是由于隨著Ｃｕ含量??的增加，在還原過程中催化劑更傾向于生成ＣｕＣｏ合金活性組分，導致對低碳醇??形成有很高的選擇性。然而，鈣鈦礦結構還原后的ＣｕＣｏ雙金屬催化劑的比表面??積低，且在催化過程中容易發(fā)生燒結等弊端。其研宄還發(fā)現(xiàn)，Ｓｉ０２或Ｚｒ０２等載??體的引入可以改善催化劑Ｃｕ和Ｃｏ的分散度，從而來增強ＬａＣｏ〇．７ＣＵａ３〇３催化劑??的穩(wěn)定性。??？?？??參?？??？?鬱??？?參??圖１－６鈣鈦礦氧化物結構示意圖。??１．６．２?Ｃｕ／Ｃｏ比例對催化活性的影響??合適的Ｃｕ／Ｃｏ比例對于合成低碳醇的活性至關重要。在ＣｕＣｏ催化劑中，金??屬Ｃｏ負責ＣＯ的解離吸附和碳鏈增長，而金屬Ｃｕ負責ＣＯ的非解離吸附。Ｃｕ??與Ｃｏ之間存在明顯的協(xié)同作用，因此可以通過調控Ｃｕ／Ｃｏ比來優(yōu)化兩者的協(xié)同??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]射頻等離子體技術制備合成低碳醇用新型Cu-Co/SiO2催化劑（英文）[J]. 徐慧遠,儲偉,鄧思玉.  物理化學學報. 2010(02)



本文編號：3235696