Ga助剂对Cu@ZnO催化CO_(2)加氢制甲醇性能的影响

本文研究了在Cu@ZnO催化剂中添加不同含量的Ga助剂(0.5%~10%)对其催化CO_(2)加氢合成甲醇性能的影响。通过BET、N_(2)O化学吸附、H_(2)-TPR等表征手段,探讨了Ga助剂对催化剂理化性质的影响,并且通过固定床评价装置测试催化剂的催化性能,研究Ga助剂对Cu@ZnO催化CO_(2)加氢制甲醇性能的影响。结果表明,Ga助剂的加入有助于提高催化剂比表面积、Cu分散度和总碱性位点的数量,促进CO_(2)吸附。在反应压力为3.0 MPa,反应温度为240℃的条件下,5%Ga-Cu@ZnO催化剂具有最高的催化活性和甲醇产率。

助剂对ZnO/ZrO_(2)物化性质及催化性能的影响

CO_(2)加氢制甲醇是实现碳中和目标的有效途径。尽管已报道的ZnO/ZrO_(2)催化剂具有高活性和稳定性,但其催化性能仍有望进一步提高。采用浸渍法制备得到一系列不同元素掺杂的Ma-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂,并通过评价发现只有Ga促进了ZnO/ZrO_(2)催化剂催化CO_(2)加氢制甲醇。其中,5%Ga-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂表现出优异的催化性能,在反应条件:P=3 MPa、T=320℃、V(H_(2))∶V(CO_(2))=4∶1、气体质量空速(WHSV)=24 000 mL/(g·h)时CO_(2)转化率为7.2%,甲醇选择性为81.0%,甲醇时空产率可达410 mg/(g·h),是ZnO/ZrO_(2)的1.26倍,且在反应100 h内催化性能无明显衰减。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)表征发现,适量Ga助剂的掺入可以促进催化剂中氧空位的形成。H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)、CO_(2)/H_(2)程序升温脱附(CO_(2)/H_(2)-TPD)结果表明,Ga助剂的掺入增强了ZnO/ZrO_(2)催化剂活性位点的活性,Ga-ZnO_(x)/ZrO_(2)催化剂表现出更强的CO_(2)和H_(2)吸附活化能力。原位漫反射傅里叶变换红外(in situ DRIFTS)结果表明,各催化剂合成甲醇均遵循甲酸盐-甲氧基路径,Ga助剂的掺入促进了甲醇中间体的形成,并且更有利于HCOO*物种向CH3O*物种的转化,从而提高甲醇产率。

晶格受限Ga~Ⅲ诱导Pt高分散及其催化重整性能

针对催化重整反应中由于Pt分散度低引起氢解等副反应导致异构烷烃选择性差的问题,本文提出利用受限于层状双金属氢氧化物(LDHs)主体层板晶格内的GaⅢ对Pt的诱导效应控制Pt在载体表面原子水平高分散,Pt分散度达到98.8%,其中单原子Pt比例占68%.应用于正庚烷重整反应,高分散的Pt能够有效地抑制氢解副反应和芳构化反应,并大幅度提高异构选择性,在50%转化率下获得了53%的i-C7选择性,同时C1~4产物选择性小于20%.