多级孔二氧化硅负载铜催化剂制备及甲醇脱氢性能

甲酸甲酯是一种重要的煤化工下游化学品,甲醇脱氢制甲酸甲酯主要使用铜基催化剂,金属铜易发生团聚、烧结是限制催化剂性能的关键因素。通过水热合成法制备有序多级孔氧化硅载体(HPS-x),采用蒸氨法和浸渍法分别制得Cu/HPS-x(x=100、130和160)和Cu/HPS-130-W催化剂,考察不同水热温度对催化剂在甲醇脱氢制甲酸甲酯的催化性能的影响,催化剂活性顺序为:Cu/HPS-130>Cu/HPS-160>Cu/HPS-100>Cu/HPS-130-W。表征结果显示,水热温度对HPS载体的织构性质有显著影响,HPS-100以微孔为主,介孔较少,HPS-160比表面积较低,HPS-130载体有适宜孔径分布的有序微介孔结构,能有效促进Cu粒子分散,防止活性组分团聚,进而提高催化剂活性。采用蒸氨法制备的Cu/HPS-130催化剂在0.2 MPa、300℃反应条件下,甲醇转化率和MF选择性分别达38.7%和79.8%,明显优于浸渍法制备的Cu/HPS-130-W催化剂。结果表明蒸氨法比浸渍法更有利于活性组分的分散,载体和金属间相互作用更强,避免活性组分的团聚和剥离。