论文部分内容阅读
合成气（H2+CO）来源广泛,是众多化学工艺生产中的重要原料和中间产物。低碳醇既可以作为替代燃料或清洁汽油添加剂,又是制备医药、化妆品、聚酯等诸多精细化工品的重要原料,近年来在燃料、化工、环保等领域的应用价值日益凸显。由合成气催化制备低碳醇是煤炭资源清洁、高效利用的重要手段之一。在众多低碳醇合成催化剂体系中,CuCo基催化剂因其反应条件温和,催化活性高,碳链增长能力强,被认为具有广阔的工业应用前景。本文采用浸渍法制备了一系列CuCo Ce催化剂,首先考察了不同制备方法和反应条件（温度、压力）对催化剂性能的影响,并对催化剂制备方法和反应条件进行调整优化,在此基础上考察了双活性金属组分Cu/Co比的调变对催化剂性能的影响,并研究碳纳米管作为载体对催化剂性能的影响,同时借助XRD、H2-TPR、N2吸附、XPS、TEM等表征手段对催化剂的理化性质进行深入分析,得出如下结论:（1）超声波辅助的等体积浸渍法能够促进活性金属的分散,并降低催化剂的还原温度;（2）增大反应压力有利于催化剂活性的提升,但当压力升高至4.0 MPa后,醇产物分布中,甲醇选择性有了明显的上升,综合考虑醇产物的收率和选择性及醇分布,选择3.0 MPa为最优的反应压力;反应温度过低对催化剂活性不利,温度过高会使副产物烃类含量大大增加,最佳反应温度在320330℃之间;（3）适当的Cu/Co质量比能够使催化剂的活性金属颗粒呈现出较好的晶型结构和高度分散性,并明显降低还原温度,使催化剂表现出较高的催化活性和优秀的低碳醇选择性,当Cu/Co质量比为2时,催化剂的低碳醇时空收率和选择性最高;（4）碳纳米管上羧基官能团的存在,能够增强活性金属与载体的相互作用,使催化剂表面Cu2+变得不易被还原,从而使C2+醇选择性明显提高;（5）羧基官能团和短碳纳米管都更有利于活性金属的负载,使得催化剂的活性显著提高,含羧基的短碳纳米管催化剂低碳醇时空收率达到783.72 mg·gcat-1·h-1,低碳醇选择性42.46%,醇产物中C2+醇选择性为82.71%。