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一氧化碳水合制低碳醇过程为工业CO的利用提供了新途径。该方法不仅节省了氢源,而且用普通的过渡元素和主族元素催化剂,避免了对贵金属的依赖。 本文首先通过对溶剂及活性组份的筛选,发现PbTiO3催化剂具有较佳的催化反应性。考察了碱金属碳酸盐类助剂和溶剂对反应活性的影响。结果表明,碱金属碳酸盐类助剂作用随溶解度的增加而明显增强,总的甲醇和乙醇的收率顺序为K2CO3>Na2CO3>Li2CO3。溶剂的作用与其碱性有密切关系,强碱性的有机多胺能够有效促进该反应,相对于非极性溶剂的2.0mg.g-1.h-1,在碱性溶剂中相同催化剂活性最高可达到23.1mg.g-1.h-1。提出在碱金属碳酸盐K2CO3的作用下可能遵循两步循环反应的反应机理。 超细催化剂的特殊表面结构和性质也为CO水合制低碳醇反应活性的提高提供了可能。本文首次发现溶胶-凝胶法制备的超细TiO2催化剂表现出较好的活性。分别用三种不同方法制备了超细TiO2催化剂,结合TG-DTA、IR、XRD、TEM、XPS等表征技术,对不同方法制备的超细TiO2催化剂进行了比较。另外还发现TiO2催化剂的热处理温度对反应的CO转化率影响不明显,但是甲、乙醇的收率却随热处理温度的上升而增加明显,1023K金红石与锐钛矿质量比为9:2的混晶条件下,醇产物达到最高。 在此基础上首次用溶胶—凝胶法合成组分单一的PbTiO3超细粒子。催化剂粒子分散性良好,颗粒分布均匀,经统计平均计算的1:1催化剂的样品平均粒径为31.2nm。实验结果表明利用TiO2调变PbO催化剂,能够使醇产物中乙醇比例上升,副产物CO2选择性下降。 对于PbTiO3催化剂,在反应的还原性气氛中,仍存在催化剂的部分还原,另外还存在K2CO3在催化剂表面的聚集,因此必须经过空气焙烧和水洗两步处一氧化碳水合制低碳醉过程研究理才能使Pb五03催化剂的反应性能得到较好恢复。实验数据还表明,这两种处理方式次序对催化剂最终性能没有明显影响。同样对于五伍催化剂,经过水洗处理,催化剂的反应活性就可以得到较好恢复。