论文部分内容阅读
二甲醚（DME）作为一种环境友好型的清洁燃料,可以由煤基合成气出发,在双功能催化剂的作用下一步制得。本文将硬脂酸（SA）改性的Cu Zn催化剂（CZ-x SA）与ZSM-5物理混合得到的双功能催化剂CZ-x SA/ZSM-5,以及一步制备的以水滑石为前驱体的（Cu Zn）xAly双功能催化剂分别应用于合成气一步法制二甲醚反应中,得出如下结论:（1）利用硬脂酸（SA）对传统的Cu Zn甲醇合成催化剂进行疏水改性,随着处理浓度的增大,接触角增大,成功构造了疏水表面。（2）利用XRD、FT-IR、TG、氮气吸脱附、H2-TPR、XPS等表征手段,研究了硬脂酸对铜锌催化剂的疏水改性机理及疏水后的催化剂的表面结构性质,结果表明,硬脂酸主要通过与Cu Zn中的Zn O结合,将长碳氢链暴露在外从而形成了疏水表面,且其热稳定较好,可达350℃。（3）将改性后的双功能催化剂CZ-x SA/ZSM-5应用于合成气一步法制二甲醚反应中,反应评价结果表明,疏水处理的催化剂对水煤气变换副反应起到了一定的抑制作用,而且适当浓度硬脂酸处理的催化剂其甲醇合成的性能并没有受到影响,取得了更高的甲醇和DME选择性,并且CO2的选择性降低。CO/H2O-TPSR-MS表征显示经硬脂酸改性后的催化剂确实有效抑制了水煤气变换副反应的发生。（4）采用沉淀回流法在较宽M2+/M3+范围内设计制备出了具有水滑石结构的（Cu Zn）xAly-LDH前驱体,焙烧后得到同时具有甲醇合成与甲醇脱水两种活性组分的双功能催化剂,成功应用于合成气一步法制二甲醚反应中。（5）利用XRD、SEM、TEM、BET、H2-TPR、NH3-TPD等表征手段对制备的系列催化剂进行了表征,结果表明（Cu Zn）xAly-LDH水滑石前驱体中（Cu Zn）/Al的比值,即Al的含量对其结构有着很大的影响,并进一步影响了焙烧后催化剂的结构性质。随着Al含量的增加,前驱体薄片逐渐减小,焙烧后催化剂比表面积逐渐增大,提高了活性物种Cu的分散性,同时催化剂中强酸性位点及总酸量增多,系列变化导致暴露在外的活性中心增多,活性物种Cu与Al2O3的协同作用增强,从而使得催化剂的催化活性及二甲醚选择性都不断提高。