论文部分内容阅读
甲醇是一种极其重要的化工原料,同时又是一种潜在的代用清洁燃料。铜基甲醇合成催化剂具有低温低压高活性等特点,然而仍存在抗毒性差、热稳定性及机械强度差、使用寿命短等方面的问题。采用酸.碱交替沉淀法(AP法)制备的铜基甲醇合成催化剂,具有较高的活性和耐热性。本文在小试研究的基础上,考察了催化剂制备的放大效应,同时考察了催化剂的稳定性,以期将这种新型铜基甲醇合成催化剂实现工业化。考察了制备条件对催化剂活性和耐热性的影响。催化剂制备条件优化后如下:搅拌速度为250r/min,溶液滴加速度为200ml/min,盐碱溶液浓度都为1.0mol/1,沉淀温度为70℃,pH值摆动范围为5.0-9.5,交替沉淀次数为3次,老化时间为2h,焙烧温度为350℃。考察了催化剂制备的放大效应,并与国内外工业催化剂进行比较。催化剂制备量放大100倍后,活性和耐热性基本保持不变,催化剂物相、比表面积和表面颗粒形貌无明显变化。催化剂放大样(500g)初活性比国内工业催化剂X-98和CN分别高24.4%和26.8%,比DM高3.3%;耐热后活性比X-98和CN分别高24.8%和28.6%,比DM高17.1%。考察了催化剂的稳定性。催化剂在反应556h后无明显失活。这是因为催化剂中铜锌组分基本上形成了无定形状态的铜锌固溶体,铜锌组分间作用较强,还原后Cu晶粒较好地分散在ZnO晶格中,且铜晶粒较小。催化剂中较强的铜锌组分间作用,可以有效地抑制铜晶粒的增长,防止团聚以及热烧结现象的发生。采用氧-化学吸附H2-TPR技术测定铜分散度,并对表征条件进行了优化。采用纯氢、5K/min的H2-TPR升温速率和10%的氧脉冲浓度等表征条件对不同催化剂进行了铜分散度的测定,所得结果较好地反应了催化剂活性的变化规律,且能与XRD和BET等表征结果较好地关联。氧-化学吸附H2-TPR技术是一种新型、有效的铜分散度表征方法。