過(guò)渡金屬碳化物的制備及其催化CO2加氫反應(yīng)性能研究.pdf

1、CO2除了是一種主要的溫室氣體外，還是儲(chǔ)量豐富的C1資源，所以實(shí)現(xiàn)CO2的固定與化學(xué)轉(zhuǎn)化具有重要的意義。本文采用程序升溫碳化法，分別以C3H6和CO為碳源制備了WC催化劑，考察了碳源種類對(duì)WC形貌及其在CO2加氫制甲醇反應(yīng)中催化性能的影響。結(jié)果表明，不同碳源制備的WC樣品形貌差異較大，但是在CO2加氫制甲醇反應(yīng)中的催化性能相近。在最優(yōu)的反應(yīng)工藝條件(氫氣氣氛中400℃還原5h、反應(yīng)溫度為240℃、壓力為3.0 MPa、空速為3600 m

2、L/(g·h))下，以CO為碳源制備的WC與惰性載體SiO2等質(zhì)量混合的WC-C4/SiO2為催化劑時(shí)，甲醇的選擇性略高。反應(yīng)18h時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為5.6％，甲醇的選擇性可達(dá)到61.7％。
　　為了進(jìn)一步提高WC的催化性能，分別采用機(jī)械混合法和浸漬法制備了一系列金屬Cu和金屬氧化物(La2O3、Ga2O3、Al2O3、CaO)促進(jìn)的WC催化劑，并研究了其催化CO2加氫制甲醇的反應(yīng)性能。結(jié)果表明，當(dāng)采用機(jī)械混合法引入不同種類金屬

3、氧化物促進(jìn)劑時(shí)，其催化性能差異較大。其中CaO由于具有適宜的堿性，能夠有效地促進(jìn)CO2的吸附與活化，因此，CaO促進(jìn)的WC作為催化劑時(shí)甲醇的選擇性最高。當(dāng)以M-10CaO/WC-C4/SiO2為催化劑時(shí)甲醇的選擇性最高，反應(yīng)18h時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為8.2％，甲醇的選擇性為69.5％。與機(jī)械混合法引入促進(jìn)劑相比，采用浸漬法制備的金屬促進(jìn)的催化劑中Cu與WC間具有更好的協(xié)同催化作用，顯著地提高了CO2加氫制甲醇的選擇性。當(dāng)金屬Cu促進(jìn)劑的

4、引入量為8％，反應(yīng)18h時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為7.1％，甲醇的選擇性提高到75.3％。
　　采用共浸漬法制備了以MCM-41為載體的Cu促進(jìn)的負(fù)載型WC和Mo2C催化劑，并研究了其催化CO2加氫制甲醇的反應(yīng)性能。結(jié)果表明，通過(guò)改變WC和Mo2C的負(fù)載量及促進(jìn)劑Cu的引入量可以調(diào)控其催化性能。20Cu20Mo2C/M41和20Cu30WC/M41催化劑均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，其中20Cu30WC/M41催化劑表現(xiàn)出更高的反應(yīng)初期甲醇選