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二氧化碳加氢合成甲醇催化剂研究进展

10910030235赵军

摘要：...为催化剂,在473K,10MPa前提下进行CO2加氢反映,CO2转化率为8.8%,甲醇收

率为8.2%二氧化碳(CO2)。4二氧化碳(CO2)加氢合成甲醇的反映机理二氧化碳(CO2)加氢合

成甲醇的反映机理存在一些尚未解决的题目,一是合成甲醇反映的中心物种;二是二氧化

碳、氢气合成甲醇是二氧化碳(CO2)直接合成仍是经由过程CO间接合成;...二氧化碳

(CO2)加氢合成甲醇催化剂研讨进展

摘要综述了CO2加氢合成甲醇催化剂及其反映机理的研讨进展。研讨的催化剂体系重要分

为铜基催化剂、贵金属为主的负载型催化剂和其它催化剂,此中以铜基催化剂研讨最多,综

(zōng)合机能最好。

主题词二氧化碳加氢甲醇催化剂研讨反映机理综合评述

早在1945年,Ipatieff和Monroe就初次报道了Cu-Al催化剂上CO2加氢合成甲醇的研讨,

会商了催化剂构成,反映温度,H2/CO2配比和反映压力的影响[1]。从此,有很多催化剂体

系被研讨,浩繁催化剂体系大致可分为三类:一类是铜基催化剂,另一类是以贵金属为重要

活性组分的负载型催化剂,还有一类是其它催化剂,此中以铜基催化剂研讨得最多,综合机

能最好。

1铜基催化剂

美国(UnitedStates)产业溶剂公司的peoria工场起首采取ZnO-CrO3、ZnO-CuO、

ZnO-CrO3-CuO等为催化剂,在高压下,CO2和H2反映天生68%的甲醇和32%的水[2]。

Kieffer在5.15MPa、548K下,以Cu-ZnO-Al2O3为催化剂,CO2转化率达16%,甲醇选择(zé)

性达28.2%[3];在573K时,CO2转化率为29%,甲醇选择性为15.12%。Denise采取

CuO-ZnO-Al2O3催化剂,在反映温度为498K时,甲醇选择性高达98%[4]。

Barker及其合(hé)作者[5]较体系地研讨了ZrO2上负载IB金属催化剂的CO2加氢反映活性,

发明金属Cu最适合CO2加氢合成甲醇。Ag具有与Cu差未几的MeOH选择性,Au则合适于

逆水气变换反映,从而显示很低的甲醇选择性。对于铜基催化剂,KiyomiOkabe[6]等报道了

用烷基化合物制备的Cu-ZnO-SiO2催化剂,在493K,3MPa和空速100cm3/min的前提下,甲醇

选择性大于90%。

近年,日本(Japan)在CO2加氢合成甲醇催化剂方面很活跃。京都大学的乾智行传授等[7,8]

开辟了新的Cu-Zn-Zr-Al混(hùn)合氧化物催化剂,采取平均凝胶化法制备的催化剂活性比

共沉淀法制备的催化剂高40%。在我国,CO2加氢合成甲醇也引起了一些研讨者的留意。许

勇等[9]在Cu-ZnO-Al2O3催化剂长进行了CO2加氢合成甲醇研讨,CO2转化率达26.38%,甲

醇选择性12.57%;CO2/H2在Cu-ZnO双组分催化剂上CO2转化率18.71%,甲醇选择性9.87%。

吉媛媛等采取离子交流法制备Ru-Cu金属催化剂,考核了双金属交流次序对CO2加氢合成甲

醇反映的影响,结果表白,交流次序对催化剂机能影响较大,离子交流液偏碱性时有助于催

化剂活性提(tí)高[10]。林西同等[11]用溶胶-凝胶法制备了CuO-ZnO/SiO2-ZrO2超细催化

剂,在2.0MPa,240℃,空速为2400h-1的前提下,CO2转化率达11.69%,甲醇选择性达

89.31%。

Denise等人[12]以为,载体对铜基催化剂的活性有很大影响,碱性氧化物上(如MgO、La2O3、

Sm2O3)的活性不如其它氧化物(如TiO2、Al2O3、ZnO、MoO3、V2O3),而ZrO2上的活性较

Al2O3、MgO为好。Fujitani等人[13]发明铜在分歧载体上的活性次序为:Ga2O3>ZnO>

ZrO2~Al2O3>SiO2,而添加ZnO可使Cu/Cr2O3、Cu/ZrO2、Cu/Al2O3的活性增添。Ramaroson

等人[14]以为甲醇的选择性会因载体的分歧而异,在带有酸性的SiO2概况上有利于沼气

(CH4)的天生,而在稀土族氧化物上则倾向于天生甲醇。

2贵金属为主的负载型催化剂

Edwin等人[15]考核了Pd/SiO2、Al2O3、ThO2、La2O3和Li-Pd/SiO2催化剂上CO2加氢合

成甲醇反映。试验结(jiē)果表白,在623K,12MPa前提下,Pd/La2O3上甲醇选择性达89%,

而在酸性载体上重要天生甲烷。Andrass等[16]曾研讨了CO2/H2在负载Pd催化剂上的反

映情形,发此刻573~600K反映温度范畴