In掺杂CeO_(2)催化CO_(2)和甲醇一步合成DMC反应的研究

利用二氧化碳(CO_(2))和甲醇(CH_(3)OH)直接合成碳酸二甲酯(DMC)不仅可以得到高附加值的化学品,还可以缓解温室效应。受热力学限制,该反应平衡转化率低。引入2-氰基吡啶作为脱水剂除水,可使反应更大程度地向DMC方向进行。采用共沉淀法制备了In掺杂CeO_(2)催化剂(In_(x)CeO_(2),x为In与Ce的物质的量之比),考察了In掺杂量对催化CO_(2)和甲醇合成DMC反应活性的影响。催化活性评价结果表明,采用共沉淀法制备的In_(0.01)CeO_(2)催化剂的时空产率为88.81 mmol/(g·h)(1 g催化剂在1 h内催化生成的DMC的物质的量,下同),高于CeO_(2)催化剂的时空产率49.83 mmol/(g·h)。采用XRD、BET和XPS等表征方法分析了催化剂的晶相结构、比表面积和表面组成。表征分析证实In掺杂进入CeO_(2)晶格使催化表面氧空位相对含量明显提高,导致氧空位数量增加,这有利于催化活性的提高。当x大于0.01时,过量的In会附着在催化剂表面和堵塞孔道,使得表面CeO_(2)含量和催化剂比表面积减小,导致氧空位数量减少,从而使催化剂的催化活性降低。

废ZSM-5分子筛再晶化并应用于甲烷部分氧化性能研究

废ZSM-5分子筛资源化利用可有效减少工业固废排放、降低环境污染,是一条节约能源、绿色环保且可持续发展的路线。探究了沸石废分子筛催化剂(主要为废ZSM-5分子筛)定向再生为ZSM-5分子筛的绿色回收工艺,重点考察了模板剂用量、补加硅源用量和模板剂种类对沸石废分子筛催化剂回收率的影响。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸/脱附和扫描电镜(SEM)等分析合成分子筛的结晶度、比表面积和形貌,从而得出最佳合成条件:模板剂为四丙基氢氧化铵(TPAOH)、硅源与模板剂比例为n(SiO_(2)):n(TPAOH)=1:1且补加硅源量与废分子筛硅源量比例为n(Si补加):n(Si废)=2.5:1.0,对应废分子筛催化剂回收率可达88.0%。利用废分子筛催化剂再晶化所得ZSM-5分子筛作为载体制得的催化剂用于甲烷部分氧化反应进行性能测试,在600°C下较未变废原料表现出更优异的CH4转化率、CO选择性和H2选择性。