超细Cu-ZnO-ZrO_2催化剂的制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用溶胶 凝胶法、共沉淀法和共沸蒸馏法制备了一系列不同粒度范围的超细Cu ZnO ZrO2 催化剂 ,并应用BET ,XRD ,TEM和TPR等物理化学方法对催化剂的结构和物化性质进行了表征 ,同时考察了催化剂上CO2 加氢合成甲醇的反应性能 .结果表明 ,超细Cu ZnO ZrO2 催化剂具有粒度小、颗粒分布均匀和稳定性好的特点 ,并发现超细Cu ZnO ZrO2 催化剂比大颗粒的工业Cu ZnO Al2 O3 催化剂具有更高的催化活性 ,而且随着催化剂粒度的减小 ,甲醇合成活性进一步增大 .研究还发现 ,ZrO2 具有稳定反应活性中心的作用 .

CO_2加氢合成甲醇的超细Cu-ZnO-ZrO_2催化剂的表征

采用原位顺磁共振 (EPR)、原位X射线光电子能谱 (XPS)和程序升温还原 (TPR)等手段 ,对CO2 加氢合成甲醇用的不同粒度的超细Cu ZnO ZrO2 催化剂各组分的相互作用进行了研究 .结果表明 ,ZrO2 的加入改变了催化剂的表面结构和配位状态 ,增加了活性组分的分散度 ,提高了催化剂的稳定性 .实验还发现 ,催化剂的粒度对各组分的相互作用有着重大的影响 ,催化剂的粒度较小时 ,Cu2 +主要以团簇的形式存在 ,易于被还原 ;催化剂的粒度较大时 ,Cu2 +主要以高度分散的形式存在 ,Cu在ZnO和ZrO2 中分布得更均匀 ,它们之间的相互作用更强 ,难于被还原 .TPR的实验结果也得到了一致的结论 .研究还认为 ,合成甲醇的活性中心是高分散的金属铜的团簇 ,而不是孤立的铜原子 .

用于CO_2加氢合成甲醇的超细CuO-ZnO/SiO_2-ZrO_2催化剂

用溶胶凝胶法制备了ＣｕＯＺｎＯ／ＳｉＯ２ＺｒＯ２复合氧化物催化剂，使用ＩＲ、ＸＲＤ、ＴＥＭ和ＢＥＴ等手段对催化剂的结构及表面性能进行了表征，考察了ＺｒＯ２对该体系的表面性质、结构、ＣｕＯ分散状态以及二氧化碳加氢合成甲醇的催化性能的影响．结果表明，该体系催化剂的比表面积大，活性组分分散均匀．活性组分的结晶相为ＣｕＯ，晶粒小于１６ｎｍ，并具有较高的甲醇选择性及反应活性．ＺｒＯ２对改善催化剂的性质及ＣｕＯ的结晶粒度有重要的作用．

助剂对CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂在CO_2加氢制甲醇反应中性能的影响

采用共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al2O3催化剂,并以金属氧化物为助剂对其进行了改性,在固定床连续流动反应装置上考察了6种助剂改性的CuO-ZnO-Al2O3催化剂对CO2加氢合成甲醇反应的催化性能。采用N2静态吸附、X射线衍射、H2-程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,用ZrO2或Ag2O改性CuO-ZnO-Al2O3催化剂后,在240℃、2.0MPa、重时空速3600h-1、n(H2):n(CO2)=3:1的反应条件下,CO2转化率提高了约2个百分点,甲醇选择性提高了约4个百分点,甲醇收率提高了约1个百分点;ZrO2改性增大了CuO-ZnO-Al2O3催化剂的比表面积,提高了催化剂表面Cu物种的分散度;Ag2O改性可能使CuO-ZnO-Al2O3催化剂产生了新的活性中心Ag+。

TiO_2助剂对Cu-ZnO/ZrO_2催化剂催化CO_2加氢制甲醇反应性能的影响

采用分步沉淀法制备了Cu-ZnO/ZrO2（CZ/Z）和Cu-ZnO/ZrO2-TiO2 （CZ/ZT）催化剂,用于CO2加氢制甲醇反应.研究了TiO2对CZ/Z催化剂性能的影响,考察了反应温度和原料气空速对反应的影响以及催化剂的稳定性.通过XRD、N2O吸附分解、H2-TPR和SEM方法对催化剂的“构效关系”进行了分析.实验结果表明,在n（Cu）∶n（Zn）∶n（Zr＋Ti） =5∶3∶2的前提下,当n（Zr）∶n（Ti）=1.0∶1.0时得到的CZ/ZT3催化剂拥有较多与载体强相互作用的表面CuO、较大的活性Cu0比表面积和较小的Cu晶粒尺寸,从而具有较好的催化性能,与CZ/Z催化剂相比,甲醇收率提高了29.7％;反应的最佳温度为240 ～ 250℃;原料气空速提高导致CO2转化率降低,对甲醇选择性的影响不大;CZ/ZT3催化剂具有很好的稳定性,在120 h稳定性实验中,甲醇收率为20.0％ ～ 20.8％.