铜价态分布对CO_(2)加氢制甲醇催化剂的改善策略研究

研究了低价态铜分布(Cu^(0)/Cu^(+))的铜基催化剂在CO_(2)加氢制备甲醇中的应用,从低价态铜(Cu、Cu_(2)O)的催化机理和改进策略等方面展开综述,重点对催化剂上Cu^(0)/Cu^(+)的反应路径和提高催化性能策略进行了总结,对存在的问题进行了探究。关于在合成甲醇过程中反应的活性位点主要有3个观点,即在Cu^(0)-Cu^(+)界面上、Cu^(0)或Cu^(+)上,然而在Cu或Cu_(2)O表面上加氢制甲醇的最优路径和碳源是不同的。改进策略可以通过改变催化剂表面铜物种的价态分布和保持其价态稳定,以及不同价态铜物种与其他金属氧化物存在密切协同作用2方面进行研究。最后对可控复合价态(Cu^(0)/Cu^(+))铜基催化剂做出了预测,并提出可控的复合价态铜基催化剂能够根据碳源和助剂进行选择,为CO_(2)加氢制甲醇的催化剂研究创造了一个全新的范例。

Zr-MOFs及其衍生物用于CO_(2)加氢制甲醇的研究进展

综述了Zr-MOFs催化剂的制备方法并探讨了影响催化剂性能的因素;总结了近年来对Zr-MOFs催化剂进行离子掺杂、改变活性金属的位置、功能基团的改性修饰、改变活性组分、MOFs热解或部分热解等改性后催化剂在CO加氢制甲醇反应中的应用及反应机理;提出了目前存在的问题及未来的发展方向。

UiO-66用于CO_(2)加氢制甲醇存在的问题及改进

首先介绍了UiO-66的结构、质地特性和应用,然后阐述了其在CO_(2)加氢合成甲醇方面的研究进展,最后重点阐述了UiO-66存在的结构稳定性问题和合成策略问题及已经做出的改进。

铁捕集铂族金属的熔渣调控及其捕集机理的理论计算研究

以汽车废催化剂为原料的铂族金属(PGMs)再生利用不仅缓解供需矛盾,而且还能保障国家战略储备金属需求,具有重大战略意义.汽车废催化剂成分复杂,火法捕集PGMs的过程需要进行大量的实验以获得最佳的熔渣,从而提高PGMs的回收率.通过FactSage的理论计算对炉渣反应平衡模拟以达到优化炉渣的目的.FactSage计算结果表明,当添加剂CaO、SiO_(2)、Na_(2)CO_(3)和CaF_(2)的添加量分别占汽车废催化剂质量分数的40%、15%、30%和5%时,熔渣的性质最佳,即渣相的完全温度为1 330℃,粘度为1.92 Pa·s.本工作还结合DFT计算对铁捕集汽车废催化剂中PGMs的机理进行了研究.在超过1 390℃的高温条件下,Rh以取代掺杂的类型和δ-Fe形成合金结构.在912~1 390℃的温度区间内,Pd以取代掺杂的方式和γ-Fe形成合金,并只有在该温度区间才能形成Pd-Fe合金.此外,在该温度区间下,大部分Pt被捕集并以取代掺杂的方式和γ-Fe形成合金.当温度低于912℃时,Rh和Pt再次被α-Fe捕集并形成合金.然而,γ-Fe-Pd合金随着温度降低,形成的α-Fe-Pd的合金结构是不稳定的,这就导致Pd会从Fe相中析出,降低Pd的捕集率.总之,本研究为火法捕集PGMs提供了一种高效的炉渣优化方法.

Cu-Zn-Zr/SBA-15介孔催化剂的制备及CO2加氢合成甲醇的催化性能

以具有骨架结构的SBA-15介孔分子筛为载体,采用浸渍法合成了具有高比表面积、不同金属氧化物含量的Cu-Zn-Zr介孔催化剂CZZx/SBA-15(x=0.3,0.4,0.5,0.6).采用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、CO2吸附(CO2-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了表征.在固定床反应器上评价了其CO2加氢合成甲醇的催化性能.实验结果表明,CZZx/SBA-15催化剂具有介孔结构,负载的Cu O,Zn O和Zr O2能够很好地分散在表面,并且负载氧化物晶粒尺寸不同.催化剂的铜比表面积SCu与甲醇催化活性呈近似线性关系,其中CZZ0.4/SBA-15催化剂表现出最大甲醇选择性(54.32%),与CZZ相比,甲醇选择性增加24.85%.随着金属氧化物负载量的增大,催化剂比表面积和SCu明显减小,甲醇选择性与收率也相应减小,负载型CZZx/SBA-15催化剂表面结构对CO2加氢合成甲醇反应活性起关键作用.

高活性Co_(3)O_(4)/SiC催化剂制备及其催化燃烧性能

汽车尾气及工业过程排放的CO是危害人类生活及健康的重要有害气体,低温催化氧化是消除CO污染最有效的方式之一.Co_(3)O_(4)是一类高活性非贵金属CO氧化催化剂.针对Co_(3)O_(4)高温易烧结等问题,提出采用高比表面积SiC为载体,利用溶胶凝胶法制备了一系列xCo_(3)O_(4)/ySiC催化剂,研究了不同负载量和焙烧温度对其CO催化氧化性能的影响.结果表明:Co_(3)O_(4)负载在SiC上可以有效提高催化剂比表面积和抗烧结能力,并减小Co_(3)O_(4)晶粒尺寸;Co_(3)O_(4)与SiC之间较强的相互作用可以促进催化剂表面的吸附氧和活性Co物种的形成,增强催化活性;50%Co_(3)O_(4)/50%SiC催化剂500℃焙烧后,在160℃左右将CO完全转化,700℃焙烧后,依旧可以在170℃实现CO完全转化;在100 ppm SO2气氛下反应30 h,50%Co_(3)O_(4)/50%SiC催化剂表现出良好的稳定性和抗硫性能.