担载Na对Cu-ZnO/Na-SiO_2催化剂结构及催化仲丁醇脱氢反应活性的影响

采用金属Na对SiO2进行预处理,之后用浸渍法制备Cu-ZnO/Na-SiO2催化剂。研究了Na的加入方式和含量对催化剂的结构和性能的影响,采用XRD和TPR等测试技术对催化剂进行表征。结果表明,与未经Na预处理SiO2制备的Cu-ZnO-Na/SiO2催化剂对比,Na的加入提高了Cu物种的分散度,并增强了Cu物种与载体的相互作用。通过调节Na的加入量可获得性能较佳的仲丁醇脱氢催化剂。

SiO_2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂及合成二甲醚性能

以廉价的硅酸钠为硅源,碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀沉积法制备了S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂,用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等手段进行了表征,考察了对CO2加氢合成二甲醚的催化活性。结果表明,S iO2促进了催化剂前驱体的分散,延缓了焙烧后催化剂晶粒的长大和颗粒的团聚。S iO2改性的同时影响了CuO的分布状态及还原过程。1.0%S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂,用于CO2加氢合成二甲醚,CO2转化率和二甲醚的收率达28.53%和16.34%,与未经改性的Cu-ZnO/HZSM-5相比,CO2转化率和二甲醚收率分别提高了20%和34%;继续增大S iO2用量,催化剂的活性反而降低。XPS和AES表征表明,1.0%S iO2改性的Cu-ZnO/HZSM-5催化剂中,Cu0是甲醇合成的活性中心,锌以ZnO的形式存在。

仲丁醇在碱金属调变的Cu-ZnO/SiO2催化剂上脱氢性能的研究

考察了碱金属对Cu-ZnO/SiO2催化剂的影响,同时研究了催化剂的仲丁醇脱氢反应的催化性能.碱金属用量为载体质量的0.5%.借助BET和TPD对催化剂的表面性质进行了研究.结果表明,碱金属的加入降低了脱水副产物烯烃的选择性.碱金属Na调变的催化剂表现出最好的催化性能.

CO和H_2在Cu-ZnO基催化剂上的吸附性质研究

研究了CO和H2 在Cu ZnO基催化剂上的吸附性质。结果表明 ,H2 的化学吸附等温线与CO有所不同 ,在较高温度下可能存在H2 的溢流。CO为非解离吸附 ,H2 是解离吸附。CO的吸附热低于H2 的吸附热 ,催化剂对CO的活化比H2 困难。CO和H2 在失活的催化剂上化学吸附量显著减小。失活催化剂的总表面积、铜的表面积以及ZnO的表面积也减小。通过对CO和H2 在Cu ZnO基催化剂上的吸附性质的研究 ,不但可用来帮助探讨CO加氢反应机理 ,而且可为了解催化剂表面各组分的分布情况、预测催化剂的活性以及研究造成催化剂失活的原因提供证据。

CeO_2对Cu-ZnO催化剂性质和CO_2加氢反应性能的影响

运用活性评价、XRD、TPR、CO2 - TPD和积炭测定手段 ,探讨了 Ce O2 对 Cu- Zn O催化剂性质和 CO2 加氢反应性能的影响。结果表明 ,催化剂经 Ce O2 改性后 ,Cu O晶粒明显长大 ,致使催化剂还原难度增加 ;有利于 CO歧化反应进行 ,使催化剂上积炭量增加 ;CO2 吸附量减少 ,CO2

ZnO逆修饰小尺寸Cu/SiO2催化剂及其在CO2加氢制甲醇中的应用

Cu-ZnO催化剂广泛应用于CO2还原制甲醇,但是如何构建具备强金属-载体相互作用、粒径可控的Cu-ZnO催化剂仍然富有挑战性。本文发展了一种利用高比表面硅酸铜前驱物合成小粒径且组分相互作用可控的Cu-ZnO/SiO2催化剂的方法,制备得到一系列ZnO含量不同的Cu-ZnO/SiO2催化剂,并对其CO2加氢制甲醇的催化活性进行系统考察。发现在523 K的条件下,甲醇选择性由未加入ZnO的20%提高至ZnO含量为14%时的67%。催化剂活性与ZnO含量之间呈现火山型关系,在ZnO含量为7%,温度为543 K,H2/CO2压力为4.5 MPa时,甲醇时空产率(STY)最优,为244 g·kg^-1·h^-1。此外,本文探究了催化剂中Cu与ZnO的协同效应,发现ZnO可以显著增强Cu的催化活性,但过量ZnO的引入会使Cu颗粒粒径增长,降低催化剂中的总反应位点数,进而影响催化剂催化活性。

碱土金属添加剂对Cu-ZnO/SiO_2催化仲丁醇脱氢反应性能的影响

采用碱土金属Mg对SiO2进行预处理后,用浸渍法制备Cu-ZnO/MgO-SiO2催化剂.研究不同质量分数Mg对催化剂的结构和性能的影响,考察该催化剂对仲丁醇脱氢活性和选择性的影响.采用XRD,TPD和TPR对催化剂进行表征.实验结果表明,Mg的加入提高了Cu组分的分散度,同时降低了催化剂表面的酸性.调节合适的Mg质量分数可获得性能较佳的仲丁醇脱氢催化剂.

Cu-ZnO/Al_2O_3催化仲丁醇制备甲乙酮

用Cu-ZnO/Al2O3催化仲丁醇制备甲乙酮。研究了催化剂的焙烧温度和焙烧时间、仲丁醇脱氢反应的温度和压力以及仲丁醇的流量对仲丁醇转化率和甲乙酮选择性的影响。结果表明,催化剂的焙烧温度为300-400℃,焙烧时间为6h,脱氢反应的温度为300℃,压力为0.2Mpa,仲丁醇的流量为140mL/h时,仲丁醇的转化率和甲乙酮的选择性较好。

基于生物模板制备二氧化碳加氢反应的Cu/ZnO催化剂

采用油菜花粉作为生物模板制备了具有多层次孔结构的ZnO,再通过浸渍还原法将Cu负载于ZnO上制备了具有不同结构的Cu/ZnO负载型催化剂(bio-CZ-500),研究发现在500℃条件下焙烧制备的bio-CZ-500催化剂在CO2加氢反应中经过100 h测试活性几乎不变,同时甲醇选择性高达81%。相比之下,无生物模板制备的Cu/ZnO催化剂显示出较低甲醇选择性(50%),且催化剂在12 h内快速失活。通过透射电镜、扫描电镜、氮气吸脱附、红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、接触角测试、程序升温等表征技术揭示了bio-CZ-500催化剂具有多级孔碳结构、丰富的Cu-ZnO活性界面和较高的水接触角。催化剂的弱亲水性加快了副产物水的扩散,促进了中间体分解制甲醇,同时抑制了铜颗粒的烧结失活,从而提高甲醇的选择性与催化剂的稳定性。该工作为制备高效稳定的Cu基工业催化剂提供了新方法。

超细CuO/ZnO/TiO_2-SiO_2的表征和CO_2加氢合成甲醇性能研究

用溶胶 凝胶法制备了铜、锌质量分数不同的超细Cu/ZnO/TiO2 SiO2催化剂。通过BET、TPR、XRD及FT IR等方法对催化剂前驱体CuO/ZnO/TiO2 SiO2的物化性能进行表征。用固定床连续流动微反装置,考察催化剂CO2加氢合成甲醇的催化性能。研究结果表明,溶胶 凝胶法制备的CuO/ZnO/TiO2 SiO2催化剂比表面较大(240m2/g～590m2/g),孔径分布单一,晶相组成为CuO。随着铜、锌质量分数的增大,催化剂的比表面积减小,最可几孔径增大;CuO微晶结晶度增大,同时微晶尺寸逐渐增大至20nm。催化剂具有较高的反应活性和选择性,当氧化铜、氧化锌质量分数各为25%时,在260℃,2500h-1,CO2∶H2=1∶3(mol比),2.0MPa的反应条件下,甲醇时空收率为0.126g/(h·g)。