CO加氢合成甲醇Cu-Mn~(2+)/SiO_2催化剂的研究

负载型Cu/SiO_2或Mn/SiO_2催化剂对CO加氢合成甲醇反应的催化活性甚低,而Cu-Mn~(2+)/SiO_2催化剂的催化活性却很高,研究表明,Mn~(2+)的加入使催化剂表面的分散度增大,并可能通过Cu-Mn~(2+)间的有关轨道相互作用或通过Cu、Mn与载体间的氧桥间接发生作用,使催化剂吸附氢和异裂氢的能力增大,为HCOO~-后续加氢提供充足的氢原,从而提高Cu-Mn~(2+)/SiO_2催化剂CO加氢合成甲醇的催化活性。     

CuO/ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2氢化反应的研究

本文在研究CuO/ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2+H_2反应动力学的基础上,通过TPD-MS测试及表观活化能的测算,探讨了CO_2+H_2合成甲醇的反应途径以及第三组份ZrO_2对合成甲醇的促进作用。结果表明,CO_2+H_2反应过程存在合成甲醇及水煤气转换这两个平行的竞争反应。ZrO_2加入CuO/ZnO双组份催化剂中,改善了催化剂的催化性能。     

TiO_2改性的γ-Al_2O_3负载Cu催化剂上CO_2加氢合成甲醇的研究

在固定床高压微反装置上 ,系统研究了TiO2 改性的γ -Al2 O3 负载Cu催化剂的CO ,CO2 加氢反应 .活性评价结果表明 ,TiO2 的添加极大地促进了Cu/γ Al2 O3 催化剂的CO2 加氢合成甲醇反应的活性 ,但是对CO加氢合成二甲醚有抑制作用 ,这表明CO2 ,CO加氢之间有着本质的区别     

CO_2加氢制甲醇用碳纳米管促进的高效新型CuO-ZnO-ZrO_2基催化剂

用一种金属Co修饰多壁碳纳米管基复合材料(y%Co/CNT)作为促进剂,制备一种高效新型的y%Co/CNT促进CuO-ZnO-ZrO2基催化剂(记为CuiZnjZrk-x%(y%Co/CNT)),考察其对CO2加氢制甲醇的催化性能.实验结果显示,在组成经优化的Cu8Zn2Zr5-10%(4.5%Co/CNT)催化剂上,5.0 MPa,523 K,V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=69∶23∶8,GHSV=25 000 mL/(h.g)的反应条件下,CO2加氢的转化频率达4.99×10-3s-1,分别是相同条件下非促进的原基质Cu8Zn2Zr5和单纯CNT促进的对应物Cu8Zn2Zr5-10%CNT上的相应值(4.31×10-3和4.64×10-3s-1)的1.16和1.08倍;催化剂的表征结果显示,金属Co修饰CNT促进的催化剂对H2优良的吸附活化性能对CO2加氢转化频率(TOF)的显著提高起主要作用.在CO2加氢产物中甲醇的C-基选择性达97.9%,单程时空产率为699 mg/(h.g),具有实用前景.     

层状Cu/ZnO/Al2O3催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

以尿素为沉淀剂, 采用均相沉淀法成功制备了层状Cu/Zn/Al 水滑石化合物. 将前驱体材料经焙烧、还原后得到Cu/ZnO/Al₂O₃ 催化剂, 并将其用于CO₂ 加氢合成甲醇反应. 采用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、热重(thermogravimetric, TG)分析、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线荧光(X-ray fluorescence, XRF)分析、N₂吸附、H₂ 程序升温还原(H₂-temperature program reduction, H₂-TPR)、氧化亚氮(N₂O)反应吸附、CO₂程序升温脱附(CO₂ temperature program desorption, CO₂-TPD)技术对所制备的样品进行表征. 结果表明, 相对于传统共沉淀法, 以尿素作为沉淀剂, 通过均相沉淀法所制备的前驱体的结晶度更高、催化剂比表面积更大、金属Cu 的分散度更好. 另外, 采用回流处理可以获得更好的效果. 活性评估结果表明, O₂转化率随金属Cu 比表面积的增大而增加, 而甲醇选择性则与催化剂表面碱性位的分布有关. 因此, 采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的甲醇收率最高.     

C_(301)铜基催化剂上CO、CO_2和H_2合成甲醇反应模式的研究

目前,由CO、CO_2和H_3合成甲醇反应的模式尚未能得出一致的观点。分歧主要在于合成过程中CO_2的作用。至七十年代中期,看法较为一致的模式为近年来,苏联学者采用动力学实验法和同位索示踪原子法对苏产CHM-1铜基催化剂进行研究,提出了另一种模式因而,为阐明甲醇合成反应模式,就必须阐明究竟甲醇是由CO、还是由CO_2 直接生成的。这不仅对于甲醇合成过程的优化,而且也对含CO_2工业废气的综合利用都是有意义的。本文在对国产C_(301)(Cu,ZnO和Al_2O_3组成)铜基催化剂进行动力学考察的基础上,研究CO_2在合成甲醇反应过程中的作用。实验压力5MP3,温度218—260℃,接触时间0.16—3.5秒,分别对仅含CO_2或CO和含CO、CO_2三种起始反应混合物气体进行了合成甲醇反应动力学行为的实验测定。结果表明:反应是一复杂的过程。对于含CO_2、H_2、Ar的混合物,由CO_2可以直接合成甲醇, 对含CO、H_2和Ar的混合物,甲醇由CO直接合成;而对既含CO_2又含CO 的混合物,甲醇同时由CO和CO_2合成。     

Co修饰碳纳米管促进的Cu-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇

利用微波助多元醇化学还原沉积法,制备一类Co修饰的多壁碳纳米管(CNT)基复合材料(y%Co/CNT),进而用其作为添加剂,制备共沉淀型y%Co/CNT促进的Cu-ZrO2催化剂,CuiZrj-x%(y%Co/CNT).Co对CNT的修饰明显地提高了该催化剂对CO2加氢制甲醇的催化活性.在Cu1Zr1-10%(4.3%Co/CNT)催化剂上,5.0 MPa,513 K,V(H2)/V(CO2)/V(N2)=69/23/8,GHSV=8 000 mL/(h·g)的反应条件下,CO2加氢的转化频率(TOF,即单位时间(s)内在单个表面活性金属Cu0位上CO2加氢转化的分子数)达2.89×10-3s-1,是相同条件下非促进的原基质Cu1Zr1和单纯CNT促进的对应物Cu1Zr1-10%CNT上这个值(2.36×10-3s-1和2.40×10-3s-1)分别的1.22和1.20倍;在CO2加氢产物中甲醇的C-基选择性为～92%,时空产率达176 mg/(h·g-cat.).催化剂的表征研究显示,Co修饰CNT促进的催化剂对H2优良的吸附活化性能对CO2加氢转化频率(TOF)的显著提高起着重要作用.     

Sm_2O_3对Ni/Sepiolite催化剂CO和CO_2甲烷化的影响

采用浸渍法制备了Ni/Sepiolite及Ni_Sm/Sepiolite催化剂 ,并测定了催化剂的CO和CO2 甲烷化活性。用TPR、H2 _TPD、CO化学吸附和XPS等手段研究了催化剂的表面性质。结果表明 ,Sm2 O3的加入提高了Ni/Sepio lite催化剂的CO和CO2 甲烷化活性 ,增加了催化剂中Ni的分散度、活性表面积 ,降低了电子结合能     

CO对Cu—Zn—Zr催化剂CO2加氢合成甲醇的影响

用四种ＣＯ含量不同的原料气对Ｃｕ－Ｚｎ－Ｚｒ催化剂进行ＣＯ２加氢合成甲醇的研究．结果表明ＣＯ能抑制催化剂表面产生逆水汽变换反应活性位的ＣＯ２吸附,从而有效地提高ＣＯ２加氢合成甲醇的选择性     

M-（CuO-ZnO-MnO2）/ZSM-5催化剂合成二甲醚性能研究

用浸渍法制备了以(CuO-ZnO-MnO2)/ZSM-5为基体,含Co、Cd、Ni、Ce、Zr助剂的系列催化剂,在连续加压微分反应器中考查了它们对甲醇脱水合成二甲醚催化性能.研究发现:CuO-ZnO-MnO2-NiO/ZSM-5在温度280℃左右、压强为2.2 MPa下催化性能最好,二甲醚转化率达42.935%.     

二氧化碳加氢合成甲醇纳米铜基催化剂研究进展

介绍了金属铜基催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的反应机理和动力学的国内外研究现状;阐述了国内外二氧化碳加氢合成甲醇纳米金属铜基催化剂的改性、制备方法及助剂对催化剂结构及催化性能影响的研究进展.并指出了以后的研究方向是制备出具有高比表面积、高分散度及在较低温度下对二氧化碳加氢合成甲醇有着较高活性和选择性的催化剂.     

CO2低压加氢反应中CuO—ZnO／ZrO2催化剂制备工艺研究

详细研究了沉淀过程及后处理方式对CuO-ZnO／ZrO2催化剂CO2低压加氢制甲醇反应．眭能的影响,采用N2物理吸附、XRD、SEM、Cu比表面等测试方法对催化剂的结构、晶相、织构特性等进行表征．结果表明,还原后的催化剂中存在两种不同化学环境的表面Cu物种,仅活泼Cu物种具有活性作用;催化剂的活性与晶粒大小、比表面积和孔结构等因素有关,适度晶粒大小的CuO物种可能是该反应中有效催化活性位前躯体,其反应规律与甲酸铜中间体理论基本吻合．     

原料气中H_2S含量对钼硫基催化剂性能的影向

较系统地考察了原料合成气中H_2S含量对钼硫基催化剂K_2MoS_4/SiO_2和MoS_2/K_2CO_3/SiO_2上合成气转化活性和选择性的影响,首次发现,当原料合成气H_2S含量达到1.6％时,甲硫醇成为占绝对优势的主导产物,选择性达96C％,根据这类催化剂活性相(位)组成、结构的已有谱学表征结果,探讨了甲硫醇的生成机理。     

负载型铜基催化剂的制备及其在仲丁醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中的应用

采用不同方法制备了一系列的负载型铜基催化剂并将其用于仲丁醇脱氢和糠醛加氢的耦合反应.重点研究了助催化剂和硅源对催化剂活性的影响,发现以自制的SiO2壳为载体的CMS-Ce催化剂活性最好,在最佳条件下,糠醛转化率和糠醇选择性都可达100%,而仲丁醇转化率为52.9%,甲乙酮选择性为100%.通过TPR和XRD对催化剂进行了表征,发现Cu0是催化剂的活性中心.     

CuO/TiO2和CuO-ZrO2/TiO2催化剂对NO+CO反应性能的影响

以TiO2为载体，采用浸渍法制备了不同负载量的CuO／TiO2和CuO-ZrO2/TiO2催化剂，并在色谱—微反装置上考察了催化剂对NO CO反应性能，并通过TPR、XRD和NO-TPD技术对上述催化剂进行了表征．结果表明催化剂经500℃ H2气氛中还原1h与空气氛中处理的相比，活性有明显的改善，CuO／TiO2(6％)对NO完全转化的T99%＝325℃，而CuO-ZrO2/TiO2(6％，10％)对NO完全转化的T99%＝300℃；TPR结果表明CuO／TiO2在TPR过程中出现4个还原峰，而CuO／TiO2只有2个还原峰，说明ZrO2的引入使CuO在TiO2上的还原物种发生了变化；空气氛处理的CuO／TiO2催化剂XRD检测到的是CuO的特征衍射峰，而H2气氛处理是金属Cu的特征衍射峰；NO-TPD结果表明两种气氛处理的催化剂，NO吸附在其上的热脱附产物中质谱能检测到4种物种(NO，N2O，N2和O2)，低温脱附物种为吸附在弱位上的NO，高温脱附物种则是吸附在强位上的NO；CuO／TiO2上引入ZrO2后NO的脱附峰温明显降低，这表明NO在CuO-ZrO2/TiO2表面的分解活性大于No在CuO／TiO2表面的分解活性;NO CO反应低温时形成中间产物N2O，高温时产生N2;NO-TPD脱附峰温与两种气氛处理的催化剂活性有很好的对应关系，且NO在催化剂表面的解离是NO CO反应的速控步骤．     

H2O/CO2 co-electrolysis in solid oxide electrolysis cells

A solid oxide electrolysis cell （SOEC） is an environmental-friendly device which can convert electric energy into chemical energy with high efficiency. In this paper, the progress on structure and operational principle of an SOEC for co-electrolyzing H2O and CO2 to generate syngas was reviewed. The recent development of high temperature H2O/CO2 co-electrolysis from solid oxide single electrolysis cell was introduced. Also investigated was H2O/CO2 co-electrolysis research using hydrogen electrode-supported nickel （Ni）-yttria-stabilized zirconia （YSZ）/YSZ/Sr-doped LaMnO3 （LSM）-YSZ cells in our group. With 50 % H2O, 15.6 % H2 and 34.4 % CO2 inlet gas to Ni- YSZ electrode, polarization curves （I- U curves） and electrochemical impedance spectra （EIS） were measured at 800 ℃ and 900 ℃. Long-term durability of electrolysis was carried out with the same inlet gas at 900 ℃ and 0.2 A/cm2. In addition, the improvement of structure and development of novel materials for increasing the electrolysis efficiency of SOECs were put forward as well.     

Mn助剂对CO2加氢合成甲醇催化剂Cu／Zn／Al2O3的改性作用

利用共沉淀法制备了系列Cu-Zn-Al-Mn催化剂,并对催化剂进行了活性评价．结果表明,催化剂性能与锰助剂的添加量有密切的联系,锰的加入能提高催化剂的活性,促进CO2的转化．表征结果表明,锰助剂的加入可以阻止CuO晶粒生长,有利于CuO分散,使催化剂的比表面积增加;同时,锰助剂的加入也促进了Cu（Ⅱ）向反应活性物种Cu（Ⅰ）的转化．     

二氧化碳加氢合成二甲醚CuO—ZnO／HZSM—5催化剂的研究

在CuO-ZnO/HZSM-5双功能催化剂上进行了CO2加氢合成二甲醚的研究,实验结果表明,CuO-ZnO是CO2加H氢合成二甲醚双功能催化剂的加氢组分,HZSM-5是脱水组分,二者应尽可能地紧密结合,以便充分发挥二者的“协调”和“促进”作用;CuO-ZnO与HZSM-5的最佳配比为9：1（重量比）。通过DTA,XRD,TPR,H2－TPD,CO2－TPD,BET等方法对双功能催化剂进行表征。考察了催化剂的还原、吸附等特性,得到一些有意义的结果。     

CO2/H2S对油气田常用钢材腐蚀规律及防腐技术研究进展

CO2和H2S腐蚀是石油天然气工业中常见的腐蚀类型之一,它们溶于水后,pH值呈现弱酸性,对管道设备等会产生腐蚀,但当两种气体同时存在时,对钢材的腐蚀呈现复杂多样性。针对两种气体同时存在时腐蚀的多变性,本文总结归纳了在CO2和H2S共存条件下的腐蚀机理、影响因素及缓蚀行为,旨在为油田防腐及选材提供参考依据,更好的延长管道使用寿命。