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随着石油资源的逐渐枯竭,开发新的技术路线来合成燃料及化工原料成为了科学研究者关注的焦点。乙醇等C2含氧化合物不仅是未来燃料的最佳替代品,而且也是重要化工原料和清洁氢源。因此,CO加氢合成乙醇等C2含氧化合物在能源、环保和化工等多重领域具有重要意义。本文分析了Rh基催化剂催化CO加氢合成C2含氧化合物的研究现状,在此基础上有针对性地从助剂的作用、催化剂制备方法及载体SiO2的性质等方面开展了研究,取得了如下主要的研究结果：一、Mn、La引入方式对Rh/SiO2催化性能的影响研究了Rh、Mn浸渍次序对Rh-Mn/SiO2催化性能的影响。当Rh先于Mn浸渍时,Rh、Mn的相互作用相对较强,增加了具有高反应活性的Rh-Mn界面,促进了搭式CO吸附物种的形成,提高了CO加氢活性和C2+含氧化合物的选择性。研究了La的掺杂方式对Rh/SiO2催化剂催化CO加氢性能的影响。当载体SiO2中掺杂入La后,使负载的Rh的分散度提高,含氧化合物选择性升高,其中甲醇选择性为40.5%,C2+含氧化合物的选择性为37.6%。当Rh、La共浸渍在SiO2载体上,Rh、La的相互作用增强了Rh-La界面的性能,从而提高了C2+含氧化合物的选择性。二、Mn、Li对Rh/SiO2催化性能的影响研究了Mn、Li助剂对Rh/SiO2催化性能的影响及其作用机制。结果表明,Mn、Li的协同作用可以显著提高催化剂的CO转化率和C2含氧化合物选择性。当Rh、Mn、Li含量分别为1.5wt.%,1.5wt.%和0.075wt.%时,对CO吸附和加氢能力较强,吸附态CO的脱附速率较慢,因此获得了较高的C2含氧化合物选择性和收率(309.1g/(kg·h))。研究表明,Mn、Li的掺杂能抑制Rh的还原。当Rh:Mn为1：1时,能有效形成(RhxRhy)-Mn构型的活性中间物,促进了CO的解离。Mn的添加能增强Rh对CO的吸附,Li的掺杂会削弱Rh对CO的吸附能力；Mn和Li均能抑制吸附态CO的脱附,促进H2的解离；当Mn、Li含量过高时,助剂对H2解离的促进作用会被削弱。根据C2含氧化合物的生成机理,较强的CO吸附及加氢能力有利于CO转化,较慢的CO脱附速率有利于吸附态CO进行插入反应,从而促进C2含氧化合物的生成。三、Fe掺杂对Rh-Mn-Li/SiO2催化性能的影响研究了Fe掺杂对Rh-Mn-Li/SiO2催化剂性能的影响。结果表明,当Fe掺杂量小于0.1wt.%时,有助于促进吸附态CO的转化和C2+含氧化合物的生成；当Fe的掺杂量大于0.1wt.%时,会使CO的吸附能力削弱和CO转化率的下降。当Fe位于Rh-Mn-Li的内层时有利于孪式CO吸附物种向H-Rh-CO和Rh-CO-Fe的转化,进而提高了C2+含氧化合物的选择性。Fe的添加还增强了催化剂的加氢性能,能促进乙醛向乙醇的转化。四、SiO2性质对Rh基催化剂性能的影响考察了载体性质对Rh-Mn-Li/SiO2催化CO加氢生成C2含氧化合物性能的影响。结果农明,SiO2载体表面羟基的种类和数量能明显影响Rh的状态及Rh、Mn、Li的相互作用,进而影响Rh-Mn-Li/SiO2催化剂的性能。与溶胶-凝胶法制备的SiO2和商业化的SiO2相比,以Stober法合成的SiO2为载体的Rh-Mn-Li催化剂表现出了最为优越的催化性能,在300℃、3.0MPa和空速为10000h-1的反应条件下,CO转化率为8.2%,C2+含氧化合物的选择性为59.1%。研究表明,Stober法合成的SiO2表面上弱氢键的羟基有利于Rh、Mn之间发生适中的相互作用,削弱了Rh-CO键的强度,促进了孪式CO吸附态向线式CO吸附态的转变,加快了吸附态CO的脱附或反应,从而加速了CO的转化和C2+含氧化合物的生成。研究了Stober法制备SiO2过程中焙烧温度和氨水浓度对载体和催化剂表面性能的影响。研究表明,经350℃焙烧的SiO2表面具有适量的羟基能获得适中的Rh-Mn相互作用,使其具有合适的CO吸附和解离性能,有利于CO的插入反应,从而获得较高的C2+含氧化合物选择性。另一方面,当制备过程中氨水浓度过低时,所得SiO2小球表面凹凸不平,使负载的Rh颗粒在反应过程中容易长大,从而使Rh、Mn相互分离,导致反应向加氢方向发展,不利于C2+含氧化合物的生成。