过渡金属碳化物的制备及其催化CO2加氢反应性能研究
CO2除了是一种主要的温室气体外，还是储量丰富的C1资源，所以实现CO2的固定与化学转化具有重要的意义。本文采用程序升温碳化法，分别以C3H6和CO为碳源制备了WC催化剂，考察了碳源种类对WC形貌及其在CO2加氢制甲醇反应中催化性能的影响。结果表明，不同碳源制备的WC样品形貌差异较大，但是在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能相近。在最优的反应工艺条件(氢气气氛中400℃还原5h、反应温度为240℃、压力为3.0 MPa、空速为3600 mL/(g·h))下，以CO为碳源制备的WC与惰性载体SiO2等质量混合的WC-C4/SiO2为催化剂时，甲醇的选择性略高。反应18h时，CO2的转化率为5.6％，甲醇的选择性可达到61.7％。 为了进一步提高WC的催化性能，分别采用机械混合法和浸渍法制备了一系列金属Cu和金属氧化物(La2O3、Ga2O3、Al2O3、CaO)促进的WC催化剂，并研究了其催化CO2加氢制甲醇的反应性能。结果表明，当采用机械混合法引入不同种类金属氧化物促进剂时，其催化性能差异较大。其中CaO由于具有适宜的碱性，能够有效地促进CO2的吸附与活化，因此，CaO促进的WC作为催化剂时甲醇的选择性最高。当以M-10CaO/WC-C4/SiO2为催化剂时甲醇的选择性最高，反应18h时，CO2的转化率为8.2％，甲醇的选择性为69.5％。与机械混合法引入促进剂相比，采用浸渍法制备的金属促进的催化剂中Cu与WC间具有更好的协同催化作用，显著地提高了CO2加氢制甲醇的选择性。当金属Cu促进剂的引入量为8％，反应18h时，CO2的转化率为7.1％，甲醇的选择性提高到75.3％。 采用共浸渍法制备了以MCM-41为载体的Cu促进的负载型WC和Mo2C催化剂，并研究了其催化CO2加氢制甲醇的反应性能。结果表明，通过改变WC和Mo2C的负载量及促进剂Cu的引入量可以调控其催化性能。20Cu20Mo2C/M41和20Cu30WC/M41催化剂均表现出优异的催化性能，其中20Cu30WC/M41催化剂表现出更高的反应初期甲醇选择性。
碳化钨;碳化钼;促进剂;二氧化碳;过渡金属;加氢反应
黑龙江大学
硕士
化学工艺
吴伟
2016
中文
TQ127.12
89
2016-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）