完全液相法CuZnSiAl催化剂一步合成二甲醚.pdfVIP

第32卷第1期 应用化学 V01．32Iss．1 2015年1月 CHINESEJOURNALOFAPPUEDCHEMISTRY Jan．2015 完全液相法Cu-Zn—Si-AI催化剂一步合成二甲醚 唐 钰 黄 伟+ 韩 涛 孙 凯 王 鹏 (太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024) 摘要采用完全液相法，以廉价的硅溶胶作为硅原料，制备了一系列的cu—zn．si．Al双功能浆状催化剂，考 察不同硅铝比对浆态床CO加氢合成二甲醚的影响。两周的活性评价表明，硅的引人显著提高了催化剂的活 XRD、TPR、TPD、BET、XPS和TEM等技术手段对催化剂进行了表征，结果表明，硅组分的添加可以促进活性组 分cu物种的分散，并能够改善完全液相法热处理而导致的积碳现象。且si组分的引入与催化剂中的Al相互 作用，显著提高了催化剂的甲醇脱水性能，从而使催化剂具有较高的二甲醚选择性。 关键词完全液相；二甲醚；Cu—Zn—Si-A1催化剂；硅溶胶 中图分类号：0643 文献标识码：A 文章编号：1000-0518(2015)01-00764)9 DOI：10．11944／i．issn．1000-0518．2015．01．140178 随着我国经济的发展和人民生活的改善，我国对能源的需求也日益增加，民用燃料的废气排放对环 境危害也日趋严重。为保证国民经济的长期可持续发展，急需找到能解决能源短缺以及抑制环境污染 且符合我国资源赋存状况的替代能源。二甲醚由于其独特的物理化学性质，燃烧时常规有害气体排放 量低，对环境友好，被视为“环境友好型”清洁燃料，可用来替代柴油以及民用燃料¨引。二甲醚的生产原 料可由煤、天然气、生物质等制得，来源广泛，其技术开发受到了国内外的瞩目。 在一步法合成二甲醚工艺中，浆态床反应器由于其有利于热量传递，能够达到恒温操作以及能量利 用率高的效果，而受到了研究者的广泛关注。本课题将独特的完全液相法应用于一步法浆态床合成二 甲醚的制备工艺中∞1，前期的研究结果显示，完全液相法制备的Al基、A1．Zr基和zr基催化剂都表现出 了优异的稳定性¨引，为解决浆态床催化剂失活开辟了一条崭新的道路。随后，课题组又尝试将si组分 引人CuZnAt催化剂体系中olo-123，催化活性和选择性有了进一步的提高，然而却存在催化剂稳定性差的 问题¨1’131，一度认为是硅的引入所导致的[14。。本文在分析、总结课题组前期研究的工作基础上，选用硅 溶胶作为硅源，制备了不同硅铝摩尔比的催化剂用于合成气制二甲醚反应，运用FIIR、XRD、H：一TPR、 BET以及XPS等技术对催化剂进行了表征，关联了其构效关系，大幅度提高si—Al基催化剂的活性和稳 定性。相对于完全液相铝基催化剂，本催化剂大幅度降低了成本。 1实验部分 1．1试剂和仪器 司)；1-6己二胺[C。H。。N：](国药集团化学试剂有限公司)；液体石蜡和石油醚(天津科密欧化学试剂有 限公司)；以上试剂均为分析纯试剂。聚乙烯吡咯烷酮K．30[PVP](国药集团化学试剂有限公司)，相对 31％；司班80[span．80](天津市泰兴试剂厂)，型号LMI．一1。 VERTEX 70型红外光谱仪(德国Bruker公司)，KBr压片，测量范围4000～400em～。Rigaku 2014-05—13收稿，2014437-09修回，2014-08—17接受 (20111402130002) 通讯联系人：黄伟，教授；Tel／Fax：0351J0018073；E-mail：huangwei@tyut．edu．c“；研究方向：cl化学与化工 万方数据 第l期 唐钰等：完全液相法Cu—Zn—si—Al催化剂一步合成二甲醚 D／max一2500型x射线衍射仪(日本岛津公司)，以CuKa辐射源，Ni为滤片，管电压40kV，电流100mA， 升温吸附仪(天津先权仪器有限公司)。取50 mg样品装入石英管微型