Rh基/UiO-66复合材料用于CO加氢制乙醇
随着资源日益减少，近年来乙醇和其他替代能源成为清洁，可持续和可运输的燃料替代品。通过Rh基催化剂，将合成气（CO和H2）转化为乙醇为主的C2+含氧化合物成为一条可选择的路线，因为其他C2含氧副产物（例如，乙醛和乙酸）容易氢化成乙醇，并且合成气可以方便地制造。金属有机骨架材料（MOFs）作为一种新型微/介孔材料，近年来在学术界引起了广泛关注。本论文选用UiO-66为载体材料，通过负载以Rh为主的金属元素制备了Rh基/UiO-66催化剂，考察了催化剂催化CO加氢制C2+含氧化合物的反应性能。采用PXRD、TEM、N2吸脱附、H2-TPR、insituDRIFT以及TPSR等手段对催化剂进行表征进而研究催化剂的构效关系及催化机理。研究结果如下： （1）以UiO-66为载体，将不同含量的Rh-Mn负载在UiO-66上测试其对CO加氢的活性影响。研究表明，UiO-66的三维孔隙结构有利于金属的分散和Rh活性位点的形成。当金属负载量较低时，Rh-Mn相互作用较弱。而较高的金属负载量有利于Rh与Mn之间的协同作用。此时，Rh-CO键强度减弱，吸附态CO的解离能力增强，从而促进了C2+含氧化合物的生成。在所有催化剂中，当Rh、Mn的负载量均为3wt.%时，C2+含氧化合物的收率最高，达到200.1g/(kg·h)。 （2）以Zr基MOFs（UiO-66、UiO-66-NH2和UiO-66-OH）为载体负载相同金属含量的Rh-Mn催化剂，并考察了其对CO加氢合成以乙醇为主的C2+含氧化合物的催化性能。结果表明，三种催化剂中RM/UiO-66表面较高的Rh0含量促进了H2的吸附解离，使得CO加氢能力提升，获得了最高的CO转化率。 （3）在RM/UiO-66催化剂中引入不同含量的Fe，考察其对合成气制乙醇等C2+含氧化合物的影响。结果表明，在反应条件下，适量Fe的引入能稳固线式吸附态CO（Rhx0(CO)）的吸附，削弱桥式吸附态（CO(b)）的吸附，有助于提高反应转化率和乙醇选择性。在所有催化剂中，0.3FeRM/UiO-66的催化性能达到最佳。
乙醇合成;CO加氢;碳离子含氧化合物;Rh基催化剂;金属有机骨架
上海应用技术大学
硕士
工业催化
俞俊
2020
中文
TQ223.122;TQ426
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）