铜基催化剂的制备方法及其载体与助剂

铜基催化剂制备方法及其载体与助剂
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 木材干馏、粮食发酵等是早期获取醇类的主要途径,产量较小,仅被用作医疗、饮食、香料、染料等日用品的生产原料或溶剂,下面是**搜集整理的一篇探究铜基催化剂的制备方法的,欢迎阅读查看。
XX 1923年,德国BASFXX最早开发了以CO和H2为原料,在10~30MPa压力和ZnO—CrO3催化体系作用下生产甲醇的工艺技术。目前,合成气制甲醇是仅次于合成氨技术的第二大规模催化反应工艺。XXXX 1966年,XXICIXX成功开发CuO—ZnO系催化剂的低压合成法;1970年,德国LurgiXX成功开发GL—104型CuO—ZnO系催化剂的低压合成法;1972年,XXICIXX成功开发ICI51—2型CuO—ZnO系催化剂的中压合成法。随后各国还开发了MGC法、BASF法、Topsoe法,以及波兰、前XX等国的低压法.甲醇的大规模合成,推动了甲醇下游XX的快速。在过去的几十年中,甲醇制汽油(MTG,XXExxonXXbilXX)、甲醇制低碳混和烯烃(MTO,中国**化学物理研究所)、甲醇制丙烯(MTP,德国LurgiXX)工艺相继开发成功,一定程度上缓解了石油**紧张的形势,尤其是在中国这
样缺油、少气、多煤的XX,其重要性尤为突出.
 除甲醇外,乙醇、乙二醇等低碳醇在XX工过程中也得到了广泛应用,尤其是消耗量较大的燃料生产和聚酯纤维加工行业,对醇类的需求量与日俱增。XX
 低碳醇类作为燃料具有减少温室气体排放、减少有毒物质排放、提高能源效率和降低燃料成本的独特优势。以CO、羧酸、脂类等为原料,在催化剂作用下加氢生产低碳醇,引起了广泛关注和研究.羰基加氢反应要求催化剂具有较高的催化活化C=O键和氢键的能力。可以活化氢键的金属包括钴(Co)、镍(XX)、铷(Rb)、铑(Rh)、钯(Rb)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、钪(Sc)、钛(Ti)、锆(Zr)、铜(Cu)等。Cu基催化剂还具有很弱的C-O断键能力和XXC-C的能力,对生成石蜡的活性较低,因此表现出了较高的醇类产物选择性。金属催化剂中,金属的晶体结构和电子结构会影响表面反应类型和吸附性能,从而影响催化剂活性和产物选择性。XXXX 此外,在催化剂开发过程中,金属的种类、载体的类型、助剂的作用以及金属价态的控制也都将影响到所制备催化剂的性能.
XX 在本文中,笔者着重介绍近年来CO、羧酸或脂类加氢Cu基催化剂的研究进展,系统讨论催化剂的制备方法、载体和助剂的选择对催化剂活性和产物选择性的影响。XXXX 1、
铜基催化剂的制备方法XXXX 1。1沉积法XX
铝合金框架 BASF最早开发的甲醇合成催化剂为Zr—Cr体系,活性较低,因此操作过程需要高温XX(320~420℃,25~35MPa),生产成本较高。后期ICI和LurgiXX开发的Cu-Zn—Al催化剂,活性显着提高,同时有效降低了甲醇生产过程的温度和压力(220~280℃,5~10MPa),推动了甲醇生产长周期、低能耗、低成本运行.目前,大规模甲醇生产仍然使用Cu—Zn—Al体系催化剂。生产Cu—Zn—Al催化剂采用的方法通常是沉积法。沉积法是通过将金属盐溶液与沉淀剂混合,在XX金属沉淀物质的过程中实现活性组分与载体结合.在制备过程中影响催化剂性能的主要包括沉淀方式、沉淀剂的选择、沉淀温度、pH值、老化条件、焙烧条件等.XXXX 传统的沉淀方式主要有正加法(XXXuentialaddition)、反加法(Reversedaddition)、两步法(Twosteps)、并流法(Concurrentflow)和分步沉积法(Fractionalstep)。采用不同沉淀方式所制备的催化剂中Cu的物相和结晶度不同,并最终影响催化性能。XXXX Kim等考察了正加法在Cu基催化剂制备中的应用,通过将沉淀剂(NaOH或Na2CO3溶液)加入Cu、Zn、Al的硝酸盐溶液中制备的具有纳米尺寸的Cu基催化剂,在醋酸、丁酸加氢反应中表现出较高的活性和目标醇类产物选择性.XXXX Nagaraja等使用正加法制备了MgO负载的Cu基催化剂,并用于糠醛
加氢制糠醇的反应中.与MgO、CuO直接混合或浸渍法相比,使用沉积法制备的Cu/MgO催化剂Cu粒径较小,分散度更高,具有更高的催化活性和糠醇选择性。XX
Yuan等使用并流法制备了用于甘油加氢制1,2-丙二醇的Cu0。4/Mg5。6Al2O8。6—CP催化剂体系。XXXX 制备该催化剂时,先制备A、B2种溶液,其中A为Cu、Al、Mg的硝酸盐溶液,B为Na2CO3和NaOH的混合溶液;二者在搅拌条件下并流混合后,经老化、洗涤、焙烧、成型等步骤得到催化剂.XXXX 所制备样品的Cu分散度明显优于使用浸渍或离子交换制备的样品,在催化甘油加氢反应中表现出优越的催化性能.XXXX 国海光等采用沉积法制备Cu基甲醇合成催化剂时,研究了并流、反加、正加以及分步沉淀方法对Cu/Zn/Al2O3催化剂性能的影响,其结果列于XX。结果表明,采用分步沉积法制备的催化剂的活性要比传统并流共沉积法及其他沉积法的高.这主要是由于采用分步沉积法制备的催化剂中,CuO和ZnO具有更高的分散度,因而增强了Cu、Zn之间的协同作用。XX
透气盖 李国琨等通过使用两步沉积法生产的XNC-98甲醇合成催化剂目前已推广至多家甲醇生产企业。
nhdt-471 在该制备方法中,第一步制备纳米级的Zn—Al尖晶石,以此作为载体,然后将Cu活性
相均匀地负载到载体上。所制备的催化剂中Cu晶粒的粒径小、分散度高,活性相和载体间紧密结合,XX更多的固熔体。XX
XNC-98催化剂在实际应用过程中运行情况良好,催化剂从活性、产物选择性和稳定性方面均表现良好,运行时间超过46个月,未出现明显的结蜡现象.表2为XNC-98催化剂与国内外其他同类催化剂性能的比较.【1】
固体废物处理设备XX XXg等开发了原位一步共沉积法制备用于草酸酯加氢制乙二醇反应的Cu/SiO2催化剂。以水和一定量乙醇混合物作溶剂配制铜氨溶液,并将pH值调整至12~13,在缓慢搅拌下,将正硅酸乙酯滴加到铜氨溶液中,在室温(约20℃)下持续搅拌、老化、溶液蒸发,制备成催化剂。与传统两步法(先制备载体,然后通过浸渍或沉积将Cu负载于载体表面)制备的Cu/SiO2催化剂相比,原位一步法制备的样品具有较大的比表面积和多级分布的孔道结构,改善了孔道内的扩散,同时提供了更多的活性位点,因此表现出更高的催化活性和乙二醇选择性。XXXX 尿素是草酸酯加氢Cu基催化剂制备过程中常用的沉淀剂。XX
摩托车雨棚 XXg等在制备用于草酸酯加氢Cu/SiO2催化剂的过程中,还考察了尿素沉淀剂对所制备样品催化性能的影响。借助于尿素在溶液中的缓慢水解,所制备的催化剂样品比表面积大,活
性组分Cu粒径较小,而且分散均匀.此外,以尿素为沉淀剂制备草酸酯合成催化剂的过程中,杨亚玲等、梁方毅等系统考察并优化了焙烧温度、Cu盐溶液浓度等条件,在优选条件下制备的样品催化性能优异。XXXX 沉积法还被应用于CO2制高碳醇、甘油加氢制1,2-丙二醇、合成气制低碳混合醇、合成气制乙醇或高碳醇等反应的Cu基催化剂的制备,是一种最常见的金属催化剂制备方法。
1。2浸渍法XX
浸渍法是固体催化剂制备方法之一。它是将一种或几种活性组分通过溶液浸渍负载于载体上的方法。活性组分通常来源于金属盐类溶液,浸渍过程中盐溶液进入载体的毛细管中,除去过剩的溶液,再经干燥、焙烧和活化制备成催化剂。浸渍的方式可分为等体积浸渍和过量浸渍。通过浸渍法制备的催化剂活性组分分散在载体表面,具有利用率高、成本低、生产方法简单易行、生产能力高等优点。
XX Yang等以Al2O3为载体浸渍硝酸铜和硝酸锌溶液,制备了Cu—Zn—Al体系甲醇合成催化剂,考察了焙烧温度、还原温度、Cu负载量、Cu/Zn摩尔比等因素对所制备催化剂性能的影响.结果表明,Cu负载量为5%(质量分数),Cu/Zn摩尔比为1的样品经过适度的焙
显示器挂架烧、还原和钝化后,在催化低温甲醇合成反应中表现出较高的催化活性和稳定性。XX
 在催化肉桂醛加氢制肉桂醇的反应过程中,mbers等考察了浸渍法制备的Cu/SiO2催化剂的性能。结果表明,制备方XX影响催化剂中Cu粒径的大小和价态,并最终影响催化肉桂醛转化活性和肉桂醇的选择性。
Weiner等使用浸渍法制备了Cu基催化剂,并应用于醋酸加氢制乙醇研究中。在反应温度为125~350℃、反应压力为10~3000kPa、H2/醋酸摩尔比为4的条件下,以质量分数为5%~40%的粗醋酸为原料,醋酸转化率高达90%,乙醇选择性在60%以上.1。3蒸氨法==蒸氨法是通过将Cu的盐溶液和氨水混合XX铜氨溶液,然后加入载体,经老化后直接升温干燥,蒸除水分,同时使样品中的氨分解,最后经还原得到催化剂的制备过程。该方法最早由Miyazaki等应用于草酸酯加氢制乙二醇的Cu基催化剂的制备。

本文发布于:2024-09-22 14:31:42,感谢您对本站的认可!

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