微通道反應(yīng)器制備甲醇合成催化劑的研究.pdf

1、能源問題越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，甲醇是一種非常清潔的可再生能源，因此，合成甲醇的研究具有非常重要的實(shí)際意義。合成甲醇的研究以研究催化劑為主，本文首次采用微通道反應(yīng)器制備合成甲醇催化劑，通過調(diào)控制備參數(shù)來探索更高甲醇活性催化劑的制備方法。
　　為了研究催化劑制備過程中各因素對(duì)催化性能的影響，必須首先掌握催化劑孔道中的內(nèi)擴(kuò)散過程對(duì)催化反應(yīng)的影響，論文首先采用共沉淀法制備Cu/ZnO/Al2O3催化劑，加入粘結(jié)劑壓片成型，通過改變壓片

2、壓力、粘結(jié)劑種類、催化劑顆粒大小來改變孔結(jié)構(gòu)從而研究擴(kuò)散對(duì)反應(yīng)過程的影響。研究表明，孔結(jié)構(gòu)改變使內(nèi)擴(kuò)散阻力增大時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率降低，而甲醇選擇性增大。通過分析反應(yīng)機(jī)理，比較反應(yīng)條件下CO和H2分子運(yùn)動(dòng)平均自由程，得出在反應(yīng)條件下CO和H2的擴(kuò)散類型不同，孔結(jié)構(gòu)的改變對(duì)CO和H2的影響不同。內(nèi)擴(kuò)散限制作用使孔道內(nèi)活性中心表面H2濃度下降，導(dǎo)致各反應(yīng)路徑受到的影響不同，反應(yīng)速率下降的比例不同，從而導(dǎo)致甲醇的選擇性改變。
　　接下來，論文

3、采用微通道反應(yīng)器制備Cu/ZnO催化劑，通過TEM、HRTEM、BET、XRD等表征手段考察了催化劑的形貌、物理性質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)特性。研究表明，控制反應(yīng)條件使成核速度越低，催化劑性能越好。這是因?yàn)槌珊怂俣燃涌?，?huì)使催化劑形成過多的晶核，過多的晶核會(huì)抑制晶體的生長;老化過程是催化劑晶體結(jié)構(gòu)形成的階段，需要一定的時(shí)間，適當(dāng)?shù)膒H和老化溫度可以使催化劑中晶體銅結(jié)構(gòu)更多且更加分散，且在老化之前顆粒已經(jīng)生長到穩(wěn)定的大小對(duì)催化劑活性更有利，因?yàn)檫@避

4、免了大顆粒的形成，使催化劑晶體生長得更好。
　　其次，論文比較了微通道反應(yīng)器和傳統(tǒng)共沉淀法所制備的催化劑，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)共沉淀法相比，微通道反應(yīng)器所制備的催化劑顆粒較小且分布均勻，結(jié)晶程度更高，銅鋅更加分散，催化劑中Cu晶體結(jié)構(gòu)更多，甲醇收率更高。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)共沉淀法混合效果有限，無可避免地有部分反應(yīng)會(huì)在極高或極低的pH進(jìn)行，且傳統(tǒng)共沉淀法溶液返混嚴(yán)重，后生成的顆粒會(huì)繼續(xù)在之前生成的顆粒上長大，容易出現(xiàn)大顆粒和團(tuán)聚現(xiàn)象，這些都不利于晶