二氧化碳加氫合成甲酸應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、CO2溫室效應(yīng)造成的全球氣候變暖以及石化能源緊張引起的能源危機(jī)迫使人們?nèi)で蠼鉀Q問(wèn)題的途徑，致力于CO2的研究。CO2加氫的反應(yīng)都無(wú)有害廢物排放，研究這些反應(yīng)對(duì)改善環(huán)境以及實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的資源再生利用都有著重要的意義。根據(jù)還原程度的不同，CO2加氫可獲得不同產(chǎn)物。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)CO2催化加氫的研究并不多，以甲酸為目的產(chǎn)物的研究更為少見(jiàn)。因此，本文選擇負(fù)載型Cu基催化劑為研究對(duì)象，采用浸漬-化學(xué)還原法制備催化劑，系統(tǒng)比較了不同載體和助劑對(duì)催化

2、劑形貌、結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)性能的影響，同時(shí)分別考察了催化劑制備條件以及反應(yīng)條件對(duì)催化反應(yīng)性能的影響等。實(shí)驗(yàn)室平行進(jìn)行負(fù)載釕催化劑CO2加氫合成甲酸反應(yīng)性能的研究。
　　 (1)制備條件：研究了制備條件對(duì)催化劑形貌、結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)性能的影響，結(jié)果表明催化劑制備老化過(guò)程伴隨劇烈攪拌可以增強(qiáng)催化劑反應(yīng)性能，而進(jìn)一步對(duì)老化過(guò)程輔以加熱條件制得催化劑的性能更優(yōu)。
　　 (2)載體：研究了不同載體對(duì)負(fù)載型Cu基催化劑的影響。結(jié)果表明，不同載

3、體負(fù)載Cu基催化劑的活性順序?yàn)镃u-Zn/ZrO2-Al2O3＞Cu-Zn/Al2O3＞Cu-Zn/TiO2＞Cu-Zn/SiO2。在ZnO和ZrO2中，Cu分布更均勻，相互間作用力更強(qiáng)，難于被還原。所以相同的制備條件和反應(yīng)條件下，催化活性Cu/ZrO2-Al2O3＞Cu-Zn/ZrO2-Al2O3。
　　 (3)助劑：研究了不同助劑對(duì)催化劑上CO2催化加氫反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，助劑Al和Mn的加入都有助于甲酸選擇性的增加，但限

4、制了CO2的轉(zhuǎn)化。
　　 (4)Cu/ZrO2-Al2O3催化劑：研究了Cu、ZrO2比例的影響。結(jié)果表明，當(dāng)Cu、ZrO2質(zhì)量比為1/1時(shí)Cu/ZrO2-Al2O3的催化活性最好，CO2轉(zhuǎn)化率和甲酸的選擇性最大，分別為61.32％和4.70％。探討反應(yīng)溫度、壓力、原料氣的配比以及空速對(duì)催化劑Cu-Zn/SiO2和Cu/ZrO2-Al2O3上CO2加氫反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)溫度、壓力的升高，CO2的轉(zhuǎn)化率升高；CO2的轉(zhuǎn)