以乙酰丙酮盐为前驱体的铜基催化剂CO-2加氢合成甲醇性能研究.doc

以乙酰丙酮盐为前驱体的铜基催化剂CO_2加氢合成甲醇性能研究由于我国富煤、缺油、少天然气的化石能源资源结构特点,煤炭的大量消费使用导致CO₂的排放量不断上升。但是,CO₂具有热力学稳定性、动力学惰性的特性,活化困难,将CO₂转化为化学品的关键就是活化稳定的CO₂分子,一般需要催化剂参与化学反应。将CO₂加氢转化为甲醇是CO₂的一个有效的转化途径,非均相催化剂的研究是一个至关重要的环节。而目前的研究集中Cu-ZnO基催化剂的改进,方法包活添加助剂改性、改变制备方法改性、改变前驱体改性等。传统的催化剂都采用碱式碳酸盐作为前驱体,本文以乙酰丙酮盐为前驱体通过水热法和水热负载法制备不同铜锌比（Cu和Zn物质的量之比为5:4和3:6）的Cu-Cu₂O-ZnO、Cu-Cu₂O-ZnO-ZrO₂（Zr物质的量占比10%）催化剂。通过XRD、H₂-TPR、CO₂-TPD、H₂-TPD等一系列表征以及CO₂加氢催化反应活性评价,探究不同制备方法、不同配比对催化剂的影响。得到以下研究结果:（一）以乙酰丙酮盐为前驱体通过水热法和水热负载法（铜上负载锌和锌上负载铜）制备Cu:Zn为5:4和3:6的Cu-Cu₂O-ZnO催化剂,XRD表征结果显示,催化剂中铜的物相为Cu₂O和Cu。Cu:Zn为3:6的催化剂Cu₂O晶粒尺寸小,还原后的Cu颗粒也小,CO₂和H₂易吸脱附且活性位点多,不经过还原预处理条件下更有利于CO₂吸脱附且活性位点增加。Cu:Zn为3:6的催化剂CO₂转化率、甲醇选择性和收率高于Cu:Zn为5:4的催化剂。锌上负载铜的催化剂CO₂转化率、甲醇选择性和收率高于铜上负载锌的催化剂。不经过还原预处理的催化剂其反应活性优于经过还原预处理的催化剂。（二）以乙酰丙酮盐为前驱体通过水热法制备得到的Cu:Zn:Zr为5:4:1和3:6:1的Cu-Cu₂O-ZnO-ZrO₂催化剂,XRD表征结果显示,催化剂中铜的物相为Cu₂O和Cu。Cu:Zn:Zr为3:6:1的催化剂晶粒尺寸小、表面铜含量高,活性位点多且CO₂更易吸脱附。Cu:Zn:Zr为3:6:1的催化剂CO₂转化率、甲醇选择性和收率高于Cu:Zn:Zr为5:4:1的催化剂。不经过还原预处理的催化剂其反应活性优于经过还原预处理的催化剂。