完全液相法中不同前驱体制备方法对二甲醚催化剂性能的影响.pdfVIP

第41卷第5期 太原理工大学学报 V01．41No．5 2010年9月 joURNAI．OFTAIYUANUNIVERSITY()FTECHNOLoGYSep．2010 文章编号：1007-9432(2010)05—0657-04 完全液相法中不同前驱体制备方法 对二甲醚催化剂性能的影响 高志华，贾 钦，黄 伟，阴丽华 (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：利用完全液相法，以溶胶凝胶法、共沉淀沉积法、凝胶网格法以及凝胶网格与共沉淀沉 行表征，考察了CuZnAl浆状催化荆在催化合成二甲醚反应中的反应性能。结果表明：不同的前驱 体制备方法对催化刺的性能有显著影响，采用共沉淀沉积法制备催化荆前驱体时，所得催化荆中 Cu的平均晶粒小、比表面积较大、催化剂中Cu与Zn的相互作用强且可还原铜物种较多，活性评 价发现其催化荆活性最高，稳定性好。 关键词：完全液相法，二甲醚；前驱体制备方法 中图分类号：0643 文献标识码：A 近年来，随着工业的快速发展，环境问题逐渐成 结果表明，利用该法制备的浆状催化剂在合成气一 为一个全球性问题，各个国家都积极寻求洁净的新 步法合成二甲醚反应中具有优良的稳定性，在500 能源。二甲醚由于其高热值和低污染性成为新的能 h变温变负荷实验中催化剂没有任何失活现象¨_8]。 源代替品，并越来越受到人们的关注。浆态床一步 笔者在课题组前期研究的基础上，采用共沉淀沉积 法合成二甲醚由于其工艺流程简单、生产成本低、传 法、凝胶网格法和凝胶网格与共沉淀沉积法相结合 热性能好以及能量利用合理等优点，在实验和生产 的方法制备了催化剂的前驱体，并与溶胶凝胶法制 过程中得到广泛的应用【1]。合成气一步法制二甲醚 备的催化剂前驱体进行结构与活性的比较，研究了 是指在一个反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水 在完全液相法中采用不同前驱体制备方法对催化剂 两个过程，催化剂同时具有甲醇合成功能与甲醇脱 性能的影响。 水功能。甲醇合成催化剂的主要组分是Cu和Zn， 少量Al：0。作为结构助剂；甲醇脱水催化剂主要使 1 实验部分 用7一Al：0。和HZSM一5等。目前，制备催化剂的传1．1催化剂制备 统方法是先通过溶胶凝胶、共沉淀或微乳液等方 法[21制得催化剂前驱体，再将该前驱体干燥焙烧后 分散到惰性液体介质中。使用该法制备的催化剂在 制备方法如下。 浆态床反应器使用中普遍存在失活和在放大装置中 1)溶胶凝胶法(CATl)，将拟薄水铝石加入蒸 易结块等问题[3。5]，阻碍了其工业推广。针对这些问 馏水中，加入一定量的硝酸，在353K下回流搅拌 题，本课题组提出了从溶液到浆液直接制备浆态床 1．5h，形成铝溶胶，然后加入硝酸铜和硝酸锌的水 催化剂的完全液相方法[6]，其主要特点是通过溶胶 溶液，加热搅拌10h形成溶胶，室温下放置7d形 凝胶法制得催化剂前驱体，不经过干燥和焙烧处理， 成凝胶，即为催化剂前驱体。 在有机介质中直接形成具有固体催化剂相结构和孔 2)共沉淀沉积法(CAT2)，将拟薄水铝石加入 结构、可直接使用于浆态床反应器的浆状催化剂。 蒸馏水中，硝酸铜和硝酸锌的混合溶液与碳酸钠溶 收稿日期：2010-06一10 (2006021010) 作者简介：高志华(1973～)，女，山西离石人，博士，副教授，主要从事碳一化学与多相催化的研究，(Tel)0351--6018466 万方数据 658 太原理工大学学报 第41卷 液并流加入到拟薄水铝石的悬浮液中，形成沉淀，该 1．3催化剂表征 沉淀即为催化剂前驱体。