n(Cu)/n(Zn)对Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂CO_(2)加氢制甲醇催化性能的影响

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作者 刘大李 王聪 +2 位作者 刘新伟 杨磊 于一夫 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第5期132-141,共10页

CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响... CO_(2)加氢制甲醇(CH_(3)OH)不仅减少了CO_(2)排放,而且缓解了能源短缺,是实现“碳中和”的有效手段之一。Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)(CZA)催化剂因其成本低、催化活性高而广泛应用于CH_(3)OH合成,其组分结构和表面特性对催化性能具有重要影响。为了探究n(Cu)/n(Zn)对CZA催化剂物化特性和催化性能的影响,采用共沉淀-焙烧法制备了一系列不同n(Cu)/n(Zn)的CZA催化剂,采用XRD、SEM、HRTEM、XPS、ICP-MS、H_(2)-TPR和CO_(2)-TPD等多种表征手段对催化剂进行了表征,并将其用于催化CO_(2)加氢制CH_(3)OH反应。结果表明,n(Cu)/n(Zn)会影响催化剂的Cu颗粒粒径、比表面积、表面Cu^(+)与Cu^(0)数量之比(N(Cu^(+))/N(Cu^(0)))、还原性能和表面碱度等理化性质。CZA-R-2(n(Cu)/n(Zn)为2)的Cu颗粒粒径为5.32 nm,比表面积达到53.5 m^(2)/g,表面N(Cu^(+))/N(Cu^(0))为0.900。在220℃、2 MPa和气体空速为7500 mL/(h·g)条件下,CZA-R-2具有最佳的CO_(2)转化率(15.5%)和CH_(3)OH选择性(67.0%),且此时CH_(3)OH产率达到10.4%。此外,CZA-R-2在此条件下平稳运行超200 h,具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 cu/zno/Al_(2)O_(3)催化剂 CO_(2)加氢 甲醇 n(cu)/n(Zn)

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面向氨燃料发动机废气N_(2)O去除的Cu/TiO_(2)催化剂的性能及催化机理

2

作者 高宇 李坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5681-5688,共8页

推动绿氨燃料上船应用已被普遍认为是实现全球航运业绿色低碳转型可行途径。然而,船用氨燃料发动机存在的N_(2)O排放问题已成为阻碍氨动力船舶发展的关键技术瓶颈之一。针对这一问题,采用浸渍法制备出一系列以TiO_(2)为载体的过渡金属... 推动绿氨燃料上船应用已被普遍认为是实现全球航运业绿色低碳转型可行途径。然而,船用氨燃料发动机存在的N_(2)O排放问题已成为阻碍氨动力船舶发展的关键技术瓶颈之一。针对这一问题,采用浸渍法制备出一系列以TiO_(2)为载体的过渡金属氧化物催化剂,考察了过渡金属元素类型对催化剂N_(2)O去除性能的影响,并研究获得了性能优化的Cu_(x)/TiO_(2)催化剂。结果表明,与Fe_(5)/TiO_(2)、Mn_(5)/TiO_(2)、Co_(5)/TiO_(2)、Ni_(5)/TiO_(2)催化剂相比,Cu_(5)/TiO_(2)催化剂显示出优异的催化活性,其N_(2)O转化率可在350℃达到100%。除此之外,Cu_(5)/TiO_(2)催化剂还具有良好的抗水性能。5%是最佳的铜负载量。采用X射线衍射、N_(2)吸附脱附、H_(2)程序升温还原、O_(2)程序升温脱附、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对性能较优的Cu_(5)/TiO_(2)催化剂的物化性质和表面反应中间体进行了表征,从多角度深入讨论了相关催化反应机理。结果显示,与其他Cu_(x)/TiO_(2)催化剂相比,Cu_(5)/TiO_(2)催化剂具有较高的活性物种分散度、比表面积、氧空位含量以及较强的氧化还原性能,有利于其展现出较优的催化活性。Cu_(5)/TiO_(2)催化剂表面的主要活性物种为Cu^(2+)和Cu^(+),N_(2)O的吸附和解离是催化反应的关键步骤。 展开更多

关键词 氨燃料发动机 废气处理 cu/tio_(2)催化剂 N_(2)O催化分解

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Pd掺杂方式对Cu/ZnO低温催化CO_(2)加氢制甲醇性能的影响

3

作者 张培培 辛靖 +5 位作者 李思漩 米晓彤 杨国明 刘影 陈新国 夏林 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第6期16-24,共9页

CO_(2)加氢制甲醇是CO_(2)资源化利用的重要途径之一,Cu/ZnO催化剂因具有独特的催化性能而备受关注。采用共沉淀法、浸渍法和机械混合法制备了一系列掺杂Pd的Cu/ZnO催化剂,利用ICP-OES、N_(2)物理吸/脱附和XRD等方法对催化剂进行了表征... CO_(2)加氢制甲醇是CO_(2)资源化利用的重要途径之一,Cu/ZnO催化剂因具有独特的催化性能而备受关注。采用共沉淀法、浸渍法和机械混合法制备了一系列掺杂Pd的Cu/ZnO催化剂,利用ICP-OES、N_(2)物理吸/脱附和XRD等方法对催化剂进行了表征,并在温度为170~250℃、压力为5.0 MPa和气体空速为4000 mL/(g·h)的条件下对各催化剂催化性能进行了测试,深入研究了不同Pd掺杂方式对催化剂结构、形貌和催化性能的影响。结果表明,相对于未掺杂的Cu/ZnO催化剂,共沉淀法制备的Pd-Cu/ZnO-C催化剂具有更高的CO_(2)转化率、甲醇选择性和甲醇时空收率。共沉淀法促使Pd在催化剂中均匀分布且高度分散,贵金属Pd与Cu的协同催化作用有效增强了氢解离和溢流性能。此外,Pd-Cu/ZnO-C催化剂的粒径较小、比表面积较大且还原性能较为优异,从而有效降低了反应活化能。在170℃和190℃的低温下,Pd-Cu/ZnO-C催化剂的CO_(2)转化率分别为5.5%和8.9%,甲醇选择性分别为82.2%和74.9%,甲醇时空收率分别为0.058 g/(g·h)和0.088 g/(g·h)。 展开更多

关键词 CO_(2)加氢 Pd掺杂 cu/zno催化剂 低温甲醇合成

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超细CuO/ZnO/TiO_2-SiO_2的表征和CO_2加氢合成甲醇性能研究 被引量：17

4

作者 朱毅青 文艺 +2 位作者 赖梨芳 宗封琦 王剑 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期486-491,共6页

用溶胶 凝胶法制备了铜、锌质量分数不同的超细Cu/ZnO/TiO2 SiO2催化剂。通过BET、TPR、XRD及FT IR等方法对催化剂前驱体CuO/ZnO/TiO2 SiO2的物化性能进行表征。用固定床连续流动微反装置,考察催化剂CO2加氢合成甲醇的催化性能。研究结... 用溶胶 凝胶法制备了铜、锌质量分数不同的超细Cu/ZnO/TiO2 SiO2催化剂。通过BET、TPR、XRD及FT IR等方法对催化剂前驱体CuO/ZnO/TiO2 SiO2的物化性能进行表征。用固定床连续流动微反装置,考察催化剂CO2加氢合成甲醇的催化性能。研究结果表明,溶胶 凝胶法制备的CuO/ZnO/TiO2 SiO2催化剂比表面较大(240m2/g～590m2/g),孔径分布单一,晶相组成为CuO。随着铜、锌质量分数的增大,催化剂的比表面积减小,最可几孔径增大;CuO微晶结晶度增大,同时微晶尺寸逐渐增大至20nm。催化剂具有较高的反应活性和选择性,当氧化铜、氧化锌质量分数各为25%时,在260℃,2500h-1,CO2∶H2=1∶3(mol比),2.0MPa的反应条件下,甲醇时空收率为0.126g/(h·g)。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 cu-zno/tio2-sio2催化剂 CO2加氢合成甲醇

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基于层状锌铝复合氢氧化物前驱体优化制备Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)气相醛加氢催化剂

5

作者 白鹏 刘函澎 +6 位作者 陈雪娇 张永辉 赵振祥 吴萍萍 黄德鑫 吴先锋 张志华 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期224-232,共9页

以偏铝酸钠作为铝源通过一步法、两步法和混合法引入Cu制备基于ZnAl-LDH前驱体的3种不同的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,对催化剂及其前驱体结构性质进行表征,结合辛烯醛(2-乙基-2-己烯醛,EPA)加氢反应评价结果,探究不同制备方法、不同铝... 以偏铝酸钠作为铝源通过一步法、两步法和混合法引入Cu制备基于ZnAl-LDH前驱体的3种不同的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,对催化剂及其前驱体结构性质进行表征,结合辛烯醛(2-乙基-2-己烯醛,EPA)加氢反应评价结果,探究不同制备方法、不同铝的引入方式对ZnAl_(2)O_(4)尖晶石形成的影响,考察不同条件下所得催化剂的结构与反应性能之间的构效关系。结果表明:与工业催化剂相比,在辛烯醛气相加氢反应中混合法制得的催化剂与工业催化剂活性相当,产物选择性在空速1.5 h^(-1)时高于工业剂1.9%,在空速4.0 h^(-1)时高于工业剂2.5%;以偏铝酸钠作为铝源制备的ZnAl-LDH前驱物大大提高锌铝结合效率,减少非结合Al_(2)O_(3)的产生,提高产物选择性,同时实现380℃低温焙烧条件下ZnAl-LDH向ZnAl_(2)O_(4)尖晶石的转变,避免传统的高温焙烧过程中CuO的烧结。 展开更多

关键词 cu/zno/Al_(2)O_(3)催化剂 ZnAl_(2)O_(4)尖晶石 ZnAl-LDH 气相醛加氢

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Al_(2)O_(3)前驱体对Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化甲醇重整制氢性能的影响 被引量：1

6

作者 黄敏 薄其飞 +5 位作者 李娟 乔靖萱 袁善良 张彪 陈洪林 蒋毅 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1443-1452,共10页

采用共沉淀法制备了一系列Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,通过XRD、BET、H_(2)-TPR、N_(2)O化学吸附、XPS表征技术,研究了Al_(2)O_(3)前驱体对催化剂结构的影响,同时对其在甲醇重整制氢中的性能进行了考察。结果表明,当Al^(3+)与Cu^(2+)、Zn... 采用共沉淀法制备了一系列Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,通过XRD、BET、H_(2)-TPR、N_(2)O化学吸附、XPS表征技术,研究了Al_(2)O_(3)前驱体对催化剂结构的影响,同时对其在甲醇重整制氢中的性能进行了考察。结果表明,当Al^(3+)与Cu^(2+)、Zn^(2+)同时共沉淀时,Al^(3+)对碱式碳酸盐中Cu^(2+)-Zn^(2+)部分取代生成类水滑石结构,增强了Zn-Al之间的相互作用。相反,在Cu^(2+)、Zn^(2+)完成共沉淀后,引入Al_(2)O_(3)前驱体对消除Al^(3+)对碱式碳酸盐中Cu-Zn取代的不良影响具有积极作用,有利于促进Cu-ZnO间的相互作用、CuO物种的分散和催化剂的还原,进一步促进表面Cu的分散,有利于其活性的提升。其中,以拟薄水铝石为铝源制备的催化剂呈现出优异的活性。在水醇物质的量比为1.2,反应温度为493 K的条件下,甲醇转化率可达94.8%,H_(2)时空收率可达97.5 mol/(kg·h),并且连续运行25 h其活性仍保持相对稳定。在反应条件下,经过723 K的10 h热处理后,该催化剂的活性损失率仅为5.37%。 展开更多

关键词 Al_(2)O_(3)前驱体 cu/zno/Al_(2)O_(3)催化剂 甲醇水蒸气重整 热稳定性

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仲丁醇在Cu-ZnO-Cr_2O_3/SiO_2催化剂上的脱氢 被引量：9

7

作者 王振旅 马红超 +3 位作者 朱万春 井淑波 吉定豪 王国甲 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期308-312,共5页

采用浸渍法制备 Cu-Zn O-Cr2 O3 / Si O2 催化剂 ,考察了反应条件和催化剂的制备条件对仲丁醇脱氢活性和选择性的影响 .借助 XRD,TPD,TPR和 BET等手段对催化剂进行表征 ,结果表明 ,催化剂的焙烧温度、还原温度、还原时间和载体的预处理... 采用浸渍法制备 Cu-Zn O-Cr2 O3 / Si O2 催化剂 ,考察了反应条件和催化剂的制备条件对仲丁醇脱氢活性和选择性的影响 .借助 XRD,TPD,TPR和 BET等手段对催化剂进行表征 ,结果表明 ,催化剂的焙烧温度、还原温度、还原时间和载体的预处理对仲丁醇的转化率和甲乙酮的选择性均有较大影响 . 展开更多

关键词 仲丁醇 cu-zno-Cr2O3/SiO2催化剂 脱氢活性 焙烧温度 还原温度 反应条件

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超细Cu-ZnO-ZrO_2催化剂上甲醇合成的TPSR和TPD研究 被引量：9

8

作者 丛昱 包信和 +4 位作者 张涛 孙孝英 梁东白 田金忠 黄宁表 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期238-243,共6页

采用MS -TPSR和MS -TPD技术在不同粒度的超细Cu -ZnO -ZrO2 催化剂上考查了CO2 和CO加氢合成甲醇的反应过程和吸附活化特征。研究表明 ,CO2 和CO都可以直接加氢合成甲醇。在CO2 +H2 反应过程中 ,CO2是合成甲醇的主要碳源 ,但是在CO +H2... 采用MS -TPSR和MS -TPD技术在不同粒度的超细Cu -ZnO -ZrO2 催化剂上考查了CO2 和CO加氢合成甲醇的反应过程和吸附活化特征。研究表明 ,CO2 和CO都可以直接加氢合成甲醇。在CO2 +H2 反应过程中 ,CO2是合成甲醇的主要碳源 ,但是在CO +H2 反应过程中 ,不但CO可以直接加氢合成甲醇 ,CO2 也可以通过水汽变换反应而参与甲醇的合成 ,因此也是CO加氢合成甲醇的碳源之一。催化剂的粒度大小直接影响反应活性 ,催化剂粒度越小 ,甲醇的收率越高 ;粒度大小还与CO的吸附活化状态有关 ,从而影响CO加氢合成甲醇的反应机理 ,当催化剂粒度很小时 ,CO倾向于通过水汽变换反应生成CO2 ,再由CO2 加氢合成甲醇 ,当催化剂颗粒较大时 ,CO易于直接加氢合成甲醇。 展开更多

关键词 催化剂 甲醇合成 氧化锆 氧化锌 TPSR TPD 粒度

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Cu/ZnO催化糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究 被引量：6

9

作者 黄玉辉 任国卿 +2 位作者 孙蛟 陈晓蓉 梅华 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1349-1355,共7页

通过共沉淀法制备一系列铜锌催化剂,用于固定床上糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究。采用X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)表征,分析催化剂中Cu0和ZnO在... 通过共沉淀法制备一系列铜锌催化剂,用于固定床上糠醛气相加氢制2-甲基呋喃的研究。采用X射线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)表征,分析催化剂中Cu0和ZnO在催化反应中的作用。结果表明,Cu^0是糠醛加氢的活性中心,氧化锌的加入减小了催化剂晶粒粒径、增大了催化剂比表面积、利于催化剂还原和增加催化剂表面弱酸性位。当Cu/Zn物质的量比为1∶2时,Cu_1Zn_2催化剂具有适宜氧化还原活性中心及弱酸位数量,对2-甲基呋喃表现出较高的选择性。Cu_1Zn_2催化剂在常压、反应温度为200℃、氢醛物质的量比为4∶1、糠醛体积空速为0.3 h-1条件下,糠醛转化率100.0%,2-甲基呋喃选择性最高为93.6%。反应稳定运行200 h后,糠醛转化率仍为100.0%,2-甲基呋喃选择性为80.0%,糠醇选择性为11.4%。 展开更多

关键词 共沉淀法 铜锌催化剂 糠醛 气相加氢 2-甲基呋喃

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碱土金属添加剂对Cu-ZnO/SiO_2催化仲丁醇脱氢反应性能的影响 被引量：2

10

作者 单洪岩 宇博 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期540-543,共4页

采用碱土金属Mg对SiO2进行预处理后,用浸渍法制备Cu-ZnO/MgO-SiO2催化剂.研究不同质量分数Mg对催化剂的结构和性能的影响,考察该催化剂对仲丁醇脱氢活性和选择性的影响.采用XRD,TPD和TPR对催化剂进行表征.实验结果表明,Mg的加入提高了C... 采用碱土金属Mg对SiO2进行预处理后,用浸渍法制备Cu-ZnO/MgO-SiO2催化剂.研究不同质量分数Mg对催化剂的结构和性能的影响,考察该催化剂对仲丁醇脱氢活性和选择性的影响.采用XRD,TPD和TPR对催化剂进行表征.实验结果表明,Mg的加入提高了Cu组分的分散度,同时降低了催化剂表面的酸性.调节合适的Mg质量分数可获得性能较佳的仲丁醇脱氢催化剂. 展开更多

关键词 碱土金属 cu-zno/MgO-sio2催化剂 仲丁醇 脱氢

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CO和H_2在Cu-ZnO基催化剂上的吸附性质研究 被引量：4

11

作者 殷永泉 肖天存 +4 位作者 苏继新 王海涛 鹿玉理 冯绪胜 李树本 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期17-21,共5页

研究了CO和H2 在Cu ZnO基催化剂上的吸附性质。结果表明 ,H2 的化学吸附等温线与CO有所不同 ,在较高温度下可能存在H2 的溢流。CO为非解离吸附 ,H2 是解离吸附。CO的吸附热低于H2 的吸附热 ,催化剂对CO的活化比H2 困难。CO和H2 在失活... 研究了CO和H2 在Cu ZnO基催化剂上的吸附性质。结果表明 ,H2 的化学吸附等温线与CO有所不同 ,在较高温度下可能存在H2 的溢流。CO为非解离吸附 ,H2 是解离吸附。CO的吸附热低于H2 的吸附热 ,催化剂对CO的活化比H2 困难。CO和H2 在失活的催化剂上化学吸附量显著减小。失活催化剂的总表面积、铜的表面积以及ZnO的表面积也减小。通过对CO和H2 在Cu ZnO基催化剂上的吸附性质的研究 ,不但可用来帮助探讨CO加氢反应机理 ,而且可为了解催化剂表面各组分的分布情况、预测催化剂的活性以及研究造成催化剂失活的原因提供证据。 展开更多

关键词 吸附 cu-zno基催化剂 CO H2

全文增补中

以类水滑石为前驱体的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂用于CO_(x)加氢合成甲醇:CO在反应混合物中的作用 被引量：1

12

作者 刘影 刘晓放 +4 位作者 夏林 黄超杰 吴兆萱 王慧 孙予罕 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第3期56-65,共10页

近年来,催化CO_(2)加氢合成甲醇被视为有望解决温室效应和燃料枯竭的有效途径。目前,铜基催化剂因具有较高的反应活性被广泛应用于工业生产。然而,竞争逆水煤气变换反应产生的CO导致甲醇选择性较低,同时副产物水引起Cu发生不可逆烧结,... 近年来,催化CO_(2)加氢合成甲醇被视为有望解决温室效应和燃料枯竭的有效途径。目前,铜基催化剂因具有较高的反应活性被广泛应用于工业生产。然而,竞争逆水煤气变换反应产生的CO导致甲醇选择性较低,同时副产物水引起Cu发生不可逆烧结,进而降低甲醇产率。众所周知,CO能够调整分子的表面竞争吸附和活性位的氧化还原行为,本工作拟向原料气中掺入具有还原性的CO以抑制逆水煤气变换反应和防止表面氧化中毒。另一方面,通常认为铜基催化的CO_(2)加氢制甲醇是结构敏感性反应,不同的前驱体能够显著影响催化剂结构和形貌,进而影响催化活性。因此,我们首先通过共沉淀法和蒸氨法制备了含有类水滑石前驱体(CHT-CZA)和复合物前驱体(CNP-CZA)结构的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂。随后,为探究CO掺杂后反应机理,在250℃,5 MPa的反应条件下,含有不同比例CO的原料气中(CO_(2):CO:H_(2):N_(2)=x:(24.5−x):72.5:3)评价两种催化剂对甲醇合成的性能。评价结果显示两种催化剂反应性能趋势相同,随着CO含量增加,CO_(2)转化率和STY_(H2O)不断降低,STY_(MeOH)逐渐增加。X射线光谱(XPS)显示随CO含量增加,催化剂表面还原性Cu比例增加。评价和表征结果说明CO引入抑制了逆水煤气变换反应的发生,通过还原被H_(2)O氧化的活性Cu表面,促使更多的活性Cu位点暴露参与甲醇合成。另一方面,透射电镜(TEM)显示掺杂的CO会过度还原而引起颗粒团聚,导致催化剂逐渐失活。相比之下,含有水滑石前驱体的催化剂在任何气氛下均表现出更加优越的反应性能和长周期稳定性。这可归因于类水滑石前驱体独特的片层结构通过结构限域作用有效避免了因CO过度还原而导致的金属颗粒团聚,从而减少活性位点损失。 展开更多

关键词 CO_(2)氢化 甲醇合成 cu/zno/Al_(2)O_(3)催化剂 CO掺杂 水滑石前驱体

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探究Cu/ZnO相互作用对CO_(2)加氢制甲醇反应性能的影响 被引量：5

13

作者 李聪明 陈阔 +2 位作者 王晓月 薛楠 杨恒权 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第5期201-212,共12页

利用可再生绿氢和二氧化碳生产甲醇是未来解决二氧化碳排放的根本途径之一,而研发高效稳定的甲醇合成催化剂是决定整个合成工艺的关键因素之一。负载型催化剂(金属纳米颗粒负载在载体表面)在甲醇合成反应中占有重要地位,而金属-载体相... 利用可再生绿氢和二氧化碳生产甲醇是未来解决二氧化碳排放的根本途径之一,而研发高效稳定的甲醇合成催化剂是决定整个合成工艺的关键因素之一。负载型催化剂(金属纳米颗粒负载在载体表面)在甲醇合成反应中占有重要地位,而金属-载体相互作用常被用来稳定金属颗粒,调控催化剂活性、选择性和稳定性。尽管对金属–载体相互作用进行了大量研究,但是关于不同强度金属–载体相互作用对催化剂的结构和性能影响的理解仍然是匮乏的。本工作合成了三种具有不同强度金属–载体相互作用的Cu/ZnO-SiO_(2)催化剂,探究了其对CO_(2)加氢制甲醇反应性能的影响。H2-TPR和XPS表征结果表明,通过改变沉淀顺序可以调变Cu/ZnO-SiO_(2)催化剂中金属–载体相互作用,FT-IR结果证实了Cu物种均以CuO的形式存在。TEM、XRD和N2O化学吸附结果表明Cu/ZnO强的相互作用促进了Cu物种的分散,提高了CO_(2)转化率和催化剂的稳定性。正如预期,Re-CZS催化剂实现了最高的CO_(2)转化率(12.4%),而Co-CZS催化剂与Nor-CZS催化剂的CO_(2)转化率分别为12.1%和9.8%。反应相同时间后,标准化的CO_(2)转化率降低顺序是:Re-CZS(75%)>Co-CZS(70%)>Nor-CZS(65%)。与Co-CZS和Nor-CZS催化剂不同,Re-CZS催化剂的甲醇选择性随着反应进行逐步增加而后趋于稳定。对该催化剂在反应过程中的结构演变进行表征,结果显示,Re-CZS催化剂Cu/ZnO间强的相互作用引起了催化剂结构重构,促使体相中的ZnO物种向催化剂表面Cu物种迁移,形成了更多的Cu/ZnO界面,有利于甲醇的生成。本工作为合理设计有效催化剂提供一个可行策略。 展开更多

关键词 cu/zno-sio_(2)催化剂 金属–载体相互作用 CO_(2)加氢 甲醇

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金属氧化物改性对铜锌铝催化剂催化CO_(2)加氢的影响研究

14

作者 高腾飞 邓博文 +2 位作者 孟瑞红 辛治坤 于芳 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期204-209,共6页

采用共沉淀法合成了不同金属氧化物替换Al_(2)O_(3)载体的CZX催化剂,采用浸渍法制备了不同金属氧化物作助剂改性的CZAlX催化剂,利用粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并在固定床反应器中进行不同温度下CO_(2)... 采用共沉淀法合成了不同金属氧化物替换Al_(2)O_(3)载体的CZX催化剂,采用浸渍法制备了不同金属氧化物作助剂改性的CZAlX催化剂,利用粉末X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并在固定床反应器中进行不同温度下CO_(2)催化加氢实验,研究了碱土金属Mg、过渡金属Zr以及稀土金属Y和Ce作为氧化物载体和改性剂对CZAl催化剂的表面结构和催化性能的影响。结果表明,以金属氧化物为载体的CZX催化剂表现出更强的催化制甲醇性能,其中以ZrO_(2)为载体的CZZr催化剂的催化活性最强,其甲醇收率最高可达14.50%,对应的甲醇选择性为41.41%、CO_(2)转化率为35.01%。而金属氧化物为助剂的CZAlX催化剂表现出更强的催化制CO性能,以Mg为助剂的CZAlMg催化剂催化活性最强,CO收率最高可达35.87%,对应的CO选择性为84.75%、CO_(2)转化率为42.32%。 展开更多

关键词 CO_(2)加氢 甲醇 CO 铜锌铝催化剂 改性

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基于生物模板制备二氧化碳加氢反应的Cu/ZnO催化剂 被引量：6

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作者 蔡中杰 田盼 +4 位作者 黄忠亮 黄猛 黄加乐 詹国武 李清彪 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3668-3679,共12页

采用油菜花粉作为生物模板制备了具有多层次孔结构的ZnO,再通过浸渍还原法将Cu负载于ZnO上制备了具有不同结构的Cu/ZnO负载型催化剂(bio-CZ-500),研究发现在500℃条件下焙烧制备的bio-CZ-500催化剂在CO2加氢反应中经过100 h测试活性几... 采用油菜花粉作为生物模板制备了具有多层次孔结构的ZnO,再通过浸渍还原法将Cu负载于ZnO上制备了具有不同结构的Cu/ZnO负载型催化剂(bio-CZ-500),研究发现在500℃条件下焙烧制备的bio-CZ-500催化剂在CO2加氢反应中经过100 h测试活性几乎不变,同时甲醇选择性高达81%。相比之下,无生物模板制备的Cu/ZnO催化剂显示出较低甲醇选择性(50%),且催化剂在12 h内快速失活。通过透射电镜、扫描电镜、氮气吸脱附、红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、接触角测试、程序升温等表征技术揭示了bio-CZ-500催化剂具有多级孔碳结构、丰富的Cu-ZnO活性界面和较高的水接触角。催化剂的弱亲水性加快了副产物水的扩散,促进了中间体分解制甲醇,同时抑制了铜颗粒的烧结失活,从而提高甲醇的选择性与催化剂的稳定性。该工作为制备高效稳定的Cu基工业催化剂提供了新方法。 展开更多

关键词 生物模板 CO2加氢 cu/zno催化剂 cu-zno界面 稳定性

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Al改性Cu/ZnO催化剂催化苯胺制备N,N-二甲基苯胺 被引量：1

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作者 孙中华 吴中 +1 位作者 王震 钱俊峰 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2497-2504,共8页

通过沉积沉淀法制备了Al改性Cu/ZnO催化剂,并利用XRD、BET、NH3-TPD、SEM、XPS对催化剂进行了表征。考察了铝源、铝添加量和催化剂焙烧条件对苯胺和甲醇N-甲基化反应制备N,N-二甲基苯胺(N,N-DMA)的影响,优化了N-甲基化反应工艺条件。得... 通过沉积沉淀法制备了Al改性Cu/ZnO催化剂,并利用XRD、BET、NH3-TPD、SEM、XPS对催化剂进行了表征。考察了铝源、铝添加量和催化剂焙烧条件对苯胺和甲醇N-甲基化反应制备N,N-二甲基苯胺(N,N-DMA)的影响,优化了N-甲基化反应工艺条件。得到的催化剂最佳制备条件为:以拟薄水铝石为铝源、n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)(即Cu/Zn/Al物质的量比)为1∶3∶1、焙烧温度为400℃,焙烧时间为3 h。在该条件下制备的Al改性Cu/Zn O催化剂用于苯胺的N-甲基化反应,在反应温度为250℃,反应压力为1.5 MPa,进料空速为0.3 h^(–1),氮气流量为150 m L/min,n(苯胺)∶n(甲醇)=1∶7的条件下,苯胺转化率达99.8%,N,N-DMA选择性达92.8%,催化剂进行了800 h稳定性实验,苯胺转化率稳定在99%以上,N,N-DMA选择性稳定在90%以上。 展开更多

关键词 苯胺 N N-二甲基苯胺 N-甲基化反应 cu/zno/Al_(2)O_(3)催化剂 催化技术

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二氧化铈改性三维大孔铜锌锆催化剂催化二氧化碳加氢制甲醇

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作者 耿戴云 袁姜勇 +2 位作者 王春良 王禹皓 李孔斋 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期118-126,共9页

通过共沉淀和三维大孔制备方法将稀土CeO_(2)引入Cu-ZnO-ZrO_(2)催化剂体系以实现材料改性。活性测试结果表明,经CeO_(2)改性后,2种不同制备方法获得的催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中均表现出显著增强的催化性能,其中三维有序大孔结构(... 通过共沉淀和三维大孔制备方法将稀土CeO_(2)引入Cu-ZnO-ZrO_(2)催化剂体系以实现材料改性。活性测试结果表明,经CeO_(2)改性后,2种不同制备方法获得的催化剂在CO_(2)加氢制甲醇反应中均表现出显著增强的催化性能,其中三维有序大孔结构(3DOM)法构建的CeO_(2)改性催化剂性能提升最为明显。在200℃、4 MPa反应条件下,负载质量分数为3%CeO_(2)的CZZC-3DOM/Cu-ZnO-ZrO_(2)催化剂CO_(2)转化率由8.24%提升至11.1%,甲醇选择性从79.5%增至88.3%,甲醇时空产率从195 g/(kg·h)提高到292 g/(kg·h),总体催化性能提高了近50%。XRD,SEM,TEM等表征结果显示,相比于共沉淀方法得到的催化剂,三维大孔催化剂经CeO_(2)改性后活性位点的空间分布更均匀,而三维大孔结构也会促进Ce元素在催化剂表面分散,促进了表面氧空位的形成,有利于CO_(2)吸附。总之,CeO_(2)改性与3DOM结构的结合对于提高催化活性具有协同效应,为新型CO_(2)加氢制甲醇催化剂的设计提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 CO_(2)加氢制甲醇 三维大孔催化剂 稀土元素改性 cu-zno-ZrO_(2)催化剂 氧空位调控

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前体元素含量及物相组成对甲醇合成催化剂性能的影响 被引量：2

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作者 江洋洋 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期921-928,共8页

基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含... 基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含量及物相组成对催化剂晶粒尺寸、织构性质和活性的影响。实验结果表明,Zn含量增加使得二元前体物相发生由锌孔雀石到锌孔雀石和绿铜锌矿混合相再到绿铜锌矿的结构转变;二元前体的物相组成同时反映了催化剂中Cu/Zn的相对含量,并影响焙烧后催化剂的晶粒大小和织构特征,进而影响催化剂的性能;当二元前体为锌孔雀石和绿铜锌矿混合相且锌孔雀石物相占比较高时,能够获得晶粒较小、比表面积和孔体积较大的催化剂。此时,催化剂的性能最佳,甲醇时空收率达1.45 g/(mL·h),活性衰减率为11.7%,具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 cu/Zn/Al_(2)O_(3)催化剂 甲醇合成 合成气 结构表征

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