合成气一步法制低碳烯烃CuO-ZrO2/SAPO-34催化剂的研究
低碳烯烃作为重要的有机化工基础原料长期以来通过石油路线获取，由于石油资源的紧缺，基于合成气的工艺路线日益得到人们重视。近年来，合成气一步法制低碳烯烃取得了快速的发展。本论文采用固相研磨法制备CuO-ZrO2催化剂（简写为CZ），与SAPO-34分子筛复合得到双功能催化剂，用于合成气一步法制备低碳烯烃。主要研究内容和结果如下： （1）考察了Cu/Zr摩尔比对CZ催化剂的影响。研究表明，当Cu/Zr摩尔比为5:5时，催化剂活性最好。CZ(5:5)催化剂的比表面积最大，铜的分散性最好，催化活化CO加氢的活性位点最多。CZ(5:5)/SAPO-34双功能催化剂中弱酸含量较高，具有较高的低碳烯烃选择性。 （2）考察了络合剂（柠檬酸、草酸、乙酰丙酮）对CZ催化剂的影响。以柠檬酸和草酸为络合剂制备得到的ZrO2为四方相，以乙酰丙酮为络合剂得到的ZrO2是单斜相。其中，以柠檬酸为络合剂得到的CZ催化剂表面高度分散的CuO比例最高，还原后Cu0含量最多，催化剂活性最好。 （3）考察了助剂（Ga、Zn、Mn）对CZ催化剂的影响。Ga的添加提高了Cu在催化剂表面的浓度，提高了Cu的分散度，促进了H2的解离活化。同时，Ga的掺杂产生了更多的氧空位，促进了CO解离活化。适量的Zn能有效提高铜的分散度，促进H2的解离吸附，提高CO的转化率，过量的Zn导致CO过度加氢，降低烯烃选择性，CZ-Zn10/SAPO-34双功能催化剂在该体系中催化活性最佳。Mn能显著提高低碳烯烃的选择性，原因在于Mn降低了CuO的可还原性，降低了Cu解离活化H2的能力，从而降低了CO的加氢深度。CZ-Mn40催化剂表现出了最佳的催化活性。 （4）考察了焙烧温度对CZ-Mn催化剂的影响。焙烧温度过高，表面积下降，但同时增加了氧空位的浓度。在400~520℃范围内，焙烧温度对催化性能影响不大。
合成气;CO加氢;低碳烯烃;双功能催化剂
上海应用技术大学
硕士
化学工程
郭晓明;于杨
2019
中文
TQ426.6;TQ426.94
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）