铜锌原子比对CuO-ZnO/Al_2O_3催化剂合成甲醇性能的影响

以铝乳液的形式引入Al,采用反加共沉淀法制备了一系列Cu与Zn的原子比(简称Cu/Zn原子比)不同的CuO-ZnO/Al2O3催化剂;以合成气为原料,在固定床微型连续流动反应器中评价了CuO-ZnO/Al2O3催化剂合成甲醇的性能;采用XRD、H2-TPR和BET等方法对催化剂进行了表征,考察了Cu/Zn原子比对CuO-ZnO/Al2O3催化剂合成甲醇性能的影响。实验结果表明,Cu/Zn原子比的变化对催化剂前体的物相组成和催化剂的活性有明显影响;当Cu/Zn原子比为3时,催化剂的初活性和耐热后活性最高,其前体中含有较多的锌-孔雀石相((Cu,Zn)2CO3(OH)2),该物相分解时生成还原温度较低的CuO-ZnO固溶体,使Cu与Zn的相互作用增强,提高了催化剂的活性。

孔雀石绿-锌(Ⅱ)-牛血清白蛋白的共振光散射及其分析应用

基于牛血清白蛋白(BSA)使孔雀石绿(MG)-锌(Ⅱ)配合物体系的共振光散射光谱(RLS)信号增强,建立了一种测定痕量蛋白质的新方法。探讨了pH、MG浓度、金属离子浓度、共存物质等因素对共振光散射强度的影响。在优化实验条件下,RLS强度与BSA浓度的线性范围为0.1—25μg/mL,检出限0.06μg/mL,运用该方法对合成样品加标回收测定,结果满意。

载体对同晶取代法制备Cu/ZnO催化剂结构及催化性能的影响

在同晶取代法制备CuO/ZnO催化剂前驱体(Cu,Zn)_2CO_3(OH)_2物相过程中,添加具有较高比表面积的AC、Al_2O_3、SBA-15、MCM-41、SiO_2等载体,制备出铜锌负载型催化剂,用于催化合成气制甲醇反应。采用XRD、AAS、BET、H_2-TPR、TEM等表征手段,研究载体对催化剂结构和性能的影响。结果表明,虽然负载型催化剂中Zn/(Cu+Zn)质量比和未负载的CuO-ZnO中的比例相近,但由于有部分Zn(NO_3)_2浸渍在载体孔道中,而没有取代Cu生成(Cu,Zn)_2CO_3(OH)_2,使负载型催化剂中Cu-Zn相互作用的活性位点减少,导致其催化活性低于未负载CuO-ZnO催化剂。CuO-ZnO/SBA-15中Zn取代Cu的量最大,CuO晶粒尺寸为最小的12.8nm,分散性较好,其催化合成甲醇时空收率达到最高值176.2g/(kg·h),但仍低于未负载CuO-ZnO的256.0g/(kg·h)。

铝添加量对Cu/ZnO/Al_2O_3甲醇合成催化剂性能的影响

采用分步沉淀法制备出一系列不同铝含量的催化剂样品,通过X射线衍射(XRD)、热重-质谱(TG-MS)、荧光光谱仪(XRF)、N_2物理吸附、氢气程序升温还原(H_2-TPR)对样品进行表征,考察了不同铝添加量对铜基甲醇催化剂性能的影响。结果表明,铝元素的添加对前驱物中碱式碳酸盐组分产生作用,促进了焙烧后样品中高温碳酸盐的形成,进而影响到催化剂的性能。随着铝元素的添加,焙烧后催化剂的比表面积、催化剂活性和热稳定性均有增加。当Al^(3+)/(Cu^(2+)+Zn^(2+)+Al^(3+))物质的量比增加至30%时,催化剂在230℃、4 MPa和合成气(13%CO、1.2%CO_2、80%H_2、5.8%Ar)的评价条件下,热处理前后的CO转化率分别为76%和67%,仍保持着较高的活性和热稳定性。

沉淀法制备Cu/ZnO/Al_2O_3甲醇合成催化剂中的化学反应探讨

采用化学反应式描述了共沉淀法制备Cu/Zn O/Al_2O_3甲醇合成催化剂几种可能的前驱物的形成过程,包括锌孔雀石、碱式硝酸铜和氧化铜等。对形成催化剂的有效前驱物锌孔雀石的沉淀条件进行了讨论,认为在温度60～70℃、pH值6. 0～7. 0的沉淀环境下,通过控制化学反应形成锌孔雀石和氢氧化铝前驱物,有利于提高铜基甲醇合成催化剂的性能。对酸碱交替沉淀法和CO_2辅助共沉淀法对催化剂制备的促进作用也进行了解释。指出了催化剂制备中需要进一步研究的问题,一是提高碳酸根离子的浓度同时避免类水滑石的生成,二是研究铝元素与锌孔雀石的相互作用,以提高铜的分散度和改善催化剂的热稳定性。

透射电镜原位观察Cu/ZnO甲醇催化剂前驱体的分解过程（英文）

本文通过透射电镜原位研究了甲醇催化剂前驱体锌孔雀石的分解过程。HRTEM、电子衍射及STEM面扫元素分析结果显示锌孔雀石分解过程可大致分为四个阶段:分解首先同时引发于锌孔雀石晶体内部的随机区域和晶体外表面,导致局域结构塌陷形成内部孔洞和非晶表面扩散层;随后孔洞逐渐增多增大,表面扩散层进一步增厚,同时CuO在孔洞区域和表面扩散层区域逐步结晶形成小晶粒;接着锌孔雀石结构完全分解,形成相互交织的CuO和ZnO,其中CuO小晶粒被非晶态ZnO相互隔离;此后进一步加热,ZnO逐步结晶得到相互交织的CuO晶粒和ZnO晶粒,即焙烧后催化剂的结构。本研究通过TEM直观观察了整个分解过程的结构变化,增进了对甲醇催化剂前驱体焙烧过程的理解,也有助于催化剂焙烧条件的优化。