由于Cu/ZnO/Al₂O₃催化劑是合成氣生產(chǎn)甲醇的典型工業(yè)催化劑,基于Cu/ZnO催化CO₂加氫制甲醇的研究非常廣泛,包括構(gòu)建高效催化劑以及活性位結(jié)構(gòu)的研究。由于Cu和ZnO之間的協(xié)同作用,Cu/ZnO催化CO₂加氫制甲醇時表現(xiàn)出相對較高的甲醇收率,但是其活性位結(jié)構(gòu)仍然存在巨大爭議。本文通過制備結(jié)構(gòu)規(guī)整、單一的Cu/盤狀ZnO模型催化劑（CZ）來簡化Cu/ZnO催化劑的結(jié)構(gòu),通過真實反應(yīng)條件下的反應(yīng)性能評價,初步研究了Cu負載量對CZ催化劑催化性能的影響,并重點研究了不同還原氣氛誘導(dǎo)Cu負載量為1 wt%的CZ催化劑（1CZ）中Cu納米顆粒（NP）形貌及Cu、Zn物種化學(xué)態(tài)變化對催化性能的影響,進而揭示催化劑的活性位結(jié)構(gòu)。1)采用水熱法合成了盤狀ZnO,通過簡單的浸漬法得到一系列不同Cu負載量的CZ催化劑,并在壓力P=3 MPa、溫度T=260³00 ^oC、空速GHSV=3600 mL?g^-1?h^-1條件下催化... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球海洋表面位置的CO2平均值

圖 1-2 Cu/ZnO/Al2O3共沉淀法的實驗步驟[48]Fig.1-2 Experimental procedure for Cu/ZnO/Al2O3catalyst coprecipitation/ZnO 基催化劑研究進展ZnO/Al2O3是工業(yè)上催化合成氣（H2/CO2/CO）加氫制甲醇的催化劑[59、低成本等優(yōu)勢，但存在催化過程中甲醇選擇性不高的問題[57]。因此在 Cu/ZnO 的基礎(chǔ)上開發(fā)出新型催化劑、探知 Cu/ZnO 基催化劑的活nO 基催化劑的反應(yīng)機理等。于 Cu/ZnO 基催化劑的改進稱 Cu/ZnO 催化劑是 CO2加氫制甲醇的高效催化劑，但分散好、單獨存的與 Cu 活性物質(zhì)結(jié)合，影響了催化活性[61]。因此為提高 Cu/ZnO 催

圖 1-3 還原后 Cu/ZnO 催化劑上甲醇合成界面活性結(jié)構(gòu)示意圖[81]Fig.1-3 General scheme for methanol synthesis over Cu/ZnO-based catalysts由于ZnO層的致密程度會影響催化劑產(chǎn)甲醇的性能，Zn遷移到Cu表面形成的ZnOx層覆蓋度（θZn）逐漸引起廣泛的關(guān)注。Kuld等[79]在意識到CuZn合金不是甲醇合成的活性位之后又深入分析了Zn在Cu表面的覆蓋度對催化劑的性能影響，結(jié)合實驗與DFT計算發(fā)現(xiàn)θZn存在最佳值約為0.47，并且Cu、ZnO的粒徑大小會影響θZn。Rodriguez團隊也就ZnOx在Cu表面覆蓋情況進行了研究，同樣發(fā)現(xiàn)Cu表面覆蓋的ZnOx分子層存在一個最佳值（約為0.2），此時催化劑具有較高的催化性能[80, 89]。4）Cu NPs 的微觀結(jié)構(gòu)關(guān)于Cu NPs形貌的相關(guān)研究已經(jīng)被多次報道。Ovesen等[90]構(gòu)建了微動力學(xué)模型，考慮了氣氛誘導(dǎo)Cu NPs可能會發(fā)生形貌變化。該模型描述了Cu NPs的活性與暴露的低指數(shù)


本文編號：3459393