CuZnAlMn催化剂上COCO_2加氢合成甲醇特性研究

《合成气制低碳醇CuZnAl催化剂的制备基础研究》篇一一、引言随着环保意识的增强和可持续发展战略的推进，低碳醇作为一种重要的清洁能源，在国内外都受到了广泛的关注。

合成气制低碳醇技术作为生产低碳醇的重要途径，其关键在于催化剂的制备。

本文将就合成气制低碳醇CuZnAl催化剂的制备基础进行深入的研究与探讨。

二、CuZnAl催化剂的研究背景CuZnAl催化剂因其具有高活性、高选择性以及良好的稳定性等优点，在合成气制低碳醇过程中得到了广泛的应用。

然而，催化剂的制备过程对催化剂的性能有着重要的影响，因此，对CuZnAl催化剂的制备基础进行研究具有重要的意义。

三、CuZnAl催化剂的制备方法（一）材料准备首先需要准备适当的Cu、Zn和Al的原料。

常用的有硫酸铜、硝酸锌、氧化铝等。

这些原料应当保持高质量的纯度，以确保所制备的催化剂性能。

（二）制备过程1. 混合：将准备好的原料按照一定的比例混合，通常采用机械混合法或溶液混合法。

2. 沉淀：将混合后的原料进行沉淀处理，以得到前驱体。

3. 干燥：将前驱体进行干燥处理，以去除多余的水分。

4. 煅烧：将干燥后的前驱体在一定的温度下进行煅烧，以得到所需的CuZnAl催化剂。

四、催化剂性能的影响因素（一）原料比例原料的比例对催化剂的性能有着重要的影响。

适当的Cu、Zn和Al的比例可以使得催化剂具有较高的活性和选择性。

（二）煅烧温度煅烧温度是影响催化剂性能的关键因素。

在较低的温度下煅烧可以得到具有高活性的催化剂，但在较高的温度下煅烧则可以增强催化剂的稳定性。

因此，需要根据实际需求选择合适的煅烧温度。

（三）其他因素除了上述两个因素外，制备过程中的其他因素如搅拌速度、沉淀剂种类等也会对催化剂的性能产生影响。

因此，在制备过程中需要对这些因素进行综合考虑和优化。

五、结论与展望本文对合成气制低碳醇CuZnAl催化剂的制备基础进行了深入的研究和探讨。

通过研究不同原料比例、煅烧温度等因素对催化剂性能的影响，可以得出一些优化催化剂制备的结论。

《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，如何有效利用和转化二氧化碳（CO2）已成为当前科研领域的重要课题。

光热双重响应的Cu基纳米催化剂在CO2加氢合成燃料过程中表现出巨大的应用潜力。

本文将重点介绍该类催化剂的设计思路、制备方法及其在CO2加氢合成燃料过程中的性能研究。

二、催化剂设计思路1. 设计理念本研究的催化剂设计理念是基于光热双重响应的Cu基纳米材料。

通过设计合理的催化剂结构，使其在光照和热能的作用下，能够有效地激活CO2分子，并促进其与氢气发生反应，生成燃料。

2. 结构设计催化剂的结构设计包括活性组分、助剂和载体等部分。

活性组分采用Cu基纳米材料，具有较高的催化活性；助剂用于提高催化剂的光热响应性能；载体则用于提高催化剂的稳定性和分散性。

三、制备方法1. 制备原料制备过程中需要的主要原料包括Cu盐、助剂前驱体、载体等。

所有原料需经过严格筛选，确保其纯度和质量。

2. 制备方法采用溶胶凝胶法、共沉淀法或化学气相沉积法等制备方法，将原料混合、反应、干燥、煅烧等步骤，得到所需的Cu基纳米催化剂。

四、性能研究1. 光热响应性能通过光谱分析、光热转换效率测试等方法，研究催化剂的光热响应性能。

结果表明，该催化剂在光照和热能的作用下，能够快速响应并产生较高的光热转换效率。

2. CO2加氢合成燃料性能在一定的反应条件下，将该催化剂用于CO2加氢合成燃料反应。

通过产物分析、转化率、选择性等指标，评价催化剂的催化性能。

结果表明，该催化剂具有较高的催化活性和选择性，能够有效地将CO2转化为燃料。

五、结论本文设计了一种光热双重响应的Cu基纳米催化剂，并采用溶胶凝胶法等制备方法成功制备了该催化剂。

通过光谱分析、光热转换效率测试以及CO2加氢合成燃料性能评价等方法，证明了该催化剂具有优异的光热响应性能和较高的催化活性。

该催化剂在CO2加氢合成燃料过程中表现出巨大的应用潜力，为解决全球能源和环境问题提供了新的思路和方法。

镍镓催化剂实现CO_2常压制甲醇
佚名
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2014(33)4
【摘要】3月4日，美国斯坦福大学和丹麦技术大学的科学家宣布，他们发现一
种镍镓催化剂，可在常压下使氢和二氧化碳转化为甲醇，产率与传统的催化剂相当，且副反应更少。

【总页数】1页(P981-981)
【关键词】催化剂;甲醇;美国斯坦福大学;CO2;压制;二氧化碳转化;镓;镍
【正文语种】中文
【中图分类】TQ223.121
【相关文献】
1.新型镍镓催化剂可低成本生产甲醇 [J], 钱伯章
2.甲醇气相羰基化新型镍催化剂的研究Ⅰ酚醛树脂基活性炭负载镍催化剂的制备[J], 王云海;赵景联
3.甲醇常压气相羰基化合成乙酸的镍基双金属催化剂的研究 [J], 石磊;马正飞;方峻;姚虎卿
4.甲醇常压气相羰基化碳纳米管负载金属镍催化剂 [J], 宋维君
5.镍-镓催化剂可在低压下将CO₂转为甲醇 [J], ;
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甲醇合成中CO_2作用的研究进展杨盼盼;孙琦;张玉龙;韩一帆【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2018(37)A01【摘要】在合成气(CO/H_2)制备甲醇的过程中,向原料气中添加一定量CO_2,可以大幅提高铜基催化剂上甲醇合成的反应速率,而对于这一现象的原因尚未有统一的认识。

本文对合成气(CO/H_2)制甲醇的过程中所添加的CO_2对催化剂活性中心的影响、对合成过程中所出现的中间产物的影响,以及对合成甲醇的碳源的归属的影响等方面的研究进行了总结,可以看出,CO_2的加入使得整个反应机理更加复杂。

最后在此基础上对未来的研究方向进行了展望,认为相关基础研究应努力缩小和实际工业反应在条件上的差别,并把针对催化剂、反应过程的原位表征技术和理论计算相结合,以期为提高合成气制甲醇的效率提供借鉴。

【总页数】8页(P94-101)【关键词】催化;合成气;二氧化碳;甲醇合成;加氢【作者】杨盼盼;孙琦;张玉龙;韩一帆【作者单位】北京低碳清洁能源研究所;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】O643.3【相关文献】1.CO_2氢化合成甲醇反应铜基催化剂的研究进展 [J], 席云婷;宫赫;任栋;周立峰;陈旭东2.CO_2加氢合成甲醇催化剂的研究进展 [J], 徐生杰3.碱性催化剂作用下CO_2与甲醇直接合成碳酸二甲酯的探索性研究 [J], 曹发海;刘殿华;房鼎业4.CO_2加氢合成甲醇及二甲醚研究进展 [J], 张建祥;赵彦巧;陈吉祥;王日杰;张继炎5.CO_2加氢合成甲醇催化剂中Al_2O_3的作用 [J], 李基涛;区泽棠;陈明旦;张伟德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《CuZn基催化剂催化CO加氢制乙醇和高级醇的研究》篇一摘要：本文对CuZn基催化剂在催化CO加氢制备乙醇和高级醇的领域进行了深入的研究和探讨。

通过对催化剂的制备、性能评价以及反应机理的详细分析，揭示了CuZn基催化剂在CO加氢过程中的催化作用，为工业生产提供了理论依据和实践指导。

一、引言近年来，随着能源和环境问题的日益突出，合成乙醇及其相关的高级醇作为一种可持续替代化石能源的化学品受到了广泛关注。

在众多制备方法中，通过CO加氢制取乙醇具有工艺简单、原料丰富等优势。

CuZn基催化剂以其优良的活性和选择性成为了这一反应的主要研究对象。

二、CuZn基催化剂的制备及性质1. 制备方法：本文通过采用溶胶凝胶法，控制制备条件得到CuZn基复合金属氧化物。

2. 催化剂性质：CuZn基催化剂在组成、晶型和颗粒尺寸等方面有着独特的特点，这对于其催化性能至关重要。

三、CO加氢反应机制研究1. 反应路径：在CuZn基催化剂的作用下，CO首先被吸附并活化，随后与氢气反应生成醇类。

其中，乙醇是主要产物之一。

2. 影响因素：研究反应温度、压力和反应时间等因素对产物分布的影响，发现适当的反应条件有利于提高乙醇的产率和选择性。

四、催化剂性能评价1. 活性评价：通过对比不同制备方法和不同组成的催化剂的活性，发现适当的Cu/Zn比例有利于提高催化剂的活性。

2. 选择性评价：通过分析产物分布，发现CuZn基催化剂在反应中具有良好的醇选择性，特别是乙醇和高级醇。

五、催化剂性能提升策略1. 添加剂的引入：在催化剂中加入少量促进剂（如其他金属氧化物）能够进一步增强其活性与选择性。

2. 催化剂的优化：通过优化制备过程，如调整溶胶凝胶法的pH值和老化时间等参数，可进一步提高催化剂的性能。

六、结论与展望本研究表明，CuZn基催化剂在CO加氢制取乙醇和高级醇的反应中具有显著的催化效果。

通过优化制备方法和反应条件，可以显著提高催化剂的活性和选择性。

以乙酰丙酮盐为前驱体的铜基催化剂CO_2加氢合成甲醇性能研究由于我国富煤、缺油、少天然气的化石能源资源结构特点,煤炭的大量消费使用导致CO₂的排放量不断上升。

但是,CO₂具有热力学稳定性、动力学惰性的特性,活化困难,将CO₂转化为化学品的关键就是活化稳定的CO₂分子,一般需要催化剂参与化学反应。

将CO₂加氢转化为甲醇是CO₂的一个有效的转化途径,非均相催化剂的研究是一个至关重要的环节。

而目前的研究集中Cu-Zn O基催化剂的改进,方法包活添加助剂改性、改变制备方法改性、改变前驱体改性等。

传统的催化剂都采用碱式碳酸盐作为前驱体,本文以乙酰丙酮盐为前驱体通过水热法和水热负载法制备不同铜锌比（Cu和Zn物质的量之比为5:4和3:6）的Cu-Cu₂O-Z n O、Cu-Cu₂O-Z n O-Zr O₂（Zr物质的量占比10%）催化剂。

通过XRD.H₂-T PR、CO₂-T PD.H₂-T PD等一系列表征以及CO₂加氢催化反应活性评价,探究不同制备方法、不同配比对催化剂的影响。

得到以下研究结果:（一）以乙酰丙酮盐为前驱体通过水热法和水热负载法（铜上负载锌和锌上负载铜）制备Cu:Zn为5:4和3:6的Cu-Cu₂O-Zn O催化剂,XR D表征结果显示,催化剂中铜的物相为Cu₂O和Cu。

第27卷第1期 湖北民族学院学报(自然科学版) V o.l27 N o.1 2009年3月 Journa l o fHube iUn i versi ty f o r N ati onaliti es(Na t ura l Science Editi on) M ar.2009二氧化碳加氢合成甲醇纳米铜基催化剂研究进展谭志斗1,2,3,谷晋川2,储 伟1(1.四川大学化学工程学院,四川成都610065;2.西华大学能源与环境学院,四川成都610039;3湖北民族学院化学与环境工程学院,湖北恩施445000)摘要: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.关键词:二氧化碳加氢;甲醇;纳米铜基催化剂;研究进展中图分类号:TQ223.121;TQ426文献标识码:A文章编号:1008-8423(2009)01-0061-06R esearching Progress for Nano Copper-B ased-Catal ysts ofM ethanol Synthesis fro m CO2H ydrogenationTAN Zhi-dou1,2,3,GU Jin-chuan2,C HU W ei1(1.Schoo l o f Che m i ca l Eng i neer i ng,Sichuan U n i ve rs i ty,Chengdu610065,Ch i na;2.Schoo l of Energy and Env iron m ent,X i hua U n i versity,Chengdu610039,Ch i na;3.Schoo l of Che m istry and Env iron m enta l Eng ineer i ng,H ube iU n i ve rsity for N ati onaliti es,Ensh i445000,Ch i na)Abst ract:R esearch sit u ations for the m echan is m s and ki n etics of nano copper-based-catalysts of m ethano l synthesis fro m CO2hydrogenation at ho m e and abr oad are i n troduced;the research and develop-m ent prog ress is descri b ed for copper-based-cata l y sts fro m m odification,preparati o n m ethods and i n-fl u ence of pro m otion on t h e cata l y st str ucture and properties.The f u ture research aspects are preparation of cata l y sts wh ich have h i g her surface,d ispersion,h i g her acti v ity and selecti v ity at lo w er te m perature and pressure.K ey w ords:CO2hydr ogenati o n;m ethano;l nano copper-based ca talysts;research prog ressCO2是自然界最丰富的潜在碳源,而作为主要的温室效应气体,其大量排放,不仅是资源的严重浪费而且由此引起的环境公害显而易见.数十年来,如何消除C O2污染并加以综合利用,特别是加氢转化引起了人们的极大关注.与CO一样,CO2氢化也能得到甲醇、二甲醚和烃类,但由于分子中比C O多一个氧原子,在氢化中需要多消耗一个氢分子转化为无用的水,从而导致其经济可行性比CO氢化低.但为了解决环境问题,实现这种转化也势在必行.在从CO2氢化 燃料 CO2这一完整的能量循环中,其根本是廉价的氢源问题.人们设想是通过可更新能源如太阳能、水能和核能等来实现这种转化.甲醇是C1化学的重要产品,也是仅次于乙烯、氨的第三大商用化学品,世界甲醇的消费量在逐年增加.近年来,虽然国内甲醇工业有了很大的发收稿日期:2008-10-12.基金项目:教育部新世纪人才科研基金项目(NCET-05-0783);国家自然科学基金重大专题项目(205903603).作者简介:谭志斗(1970-),男(土家族),硕士,副教授,主要从事磷矿及其尾矿综合利用研究及环境保护方面的研究.湖北民族学院学报(自然科学版) 第27卷展,但主要消费市场 长三角、珠三角地区的甲醇供应仍显紧张,价格不断攀升.CO2加氢合成甲醇是一个原子经济反应,研究这个反应对实现化学工业的资源再生利用和环境改善有着重要的现实意义.虽然由于氢源、催化剂等问题,这一工艺目前尚未工业化,但因其既可解决C O2废气的利用问题,又可开发生产甲醇的新途径,故其相关研究受到越来越广泛的关注[1~3].由于C O2化学惰性大,难于活化,所以实现CO2加氢合成甲醇工艺路线的关键在于高活性、高选择性催化剂的开发.B ar ker等[4]较系统的研究了Zr O2上负载I B族元素金属催化剂的CO2加氢反应活性,认为金属铜最适合于CO2加氢合成甲醇.纳米材料由于其特有的量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等性能,显现出许多特有性质[5,6],因此纳米材料在催化领域的应用日益受到重视,国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂.纳米金属基催化材料不仅具有纳米材料的表面效应,量子尺寸效应等性质,而且将金属无机氧化物的刚性,尺寸稳定性和热稳定性糅合在一起,从而产生许多特异的性能.因此纳米铜基催化剂的制备及催化性能的研究已成为当前国内外开展CO2加氢合成甲醇催化剂研究的发展趋势.1 CO2加氢合成甲醇反应机理及动力学研究铜基甲醇催化剂上CO2加氢合成甲醇的反应,一般认为由以下三个反应组成:CO2+3H2C H3OH+H2OCO+2H2C H3OHCO2+H2CO+H2O前苏联学者在41.4~51.5MPa及180 和220 下,利用放射性同位素对铜基催化剂上合成甲醇反应进行了研究,结果发现,C O2不须经中间C O的形成而直接参加甲醇的合成[7~9].国内毛利群等[10]用TPSR-M S手段研究了CuO/ZnO/Zr O2催化剂上CO2加氢合成甲醇的反应机理,结果表明,甲醇是由CO2直接加氢生成的,而不是经过C O加氢生成的,反应的中间物种是甲酸盐.现在人们认为CO2和CO可能都是合成甲醇的前体.在微观反应机理上有CO机理说[11~13],CO2机理说[14]和混合反应机理说[15,16].它们各有优缺点,相对来说混合反应机理是目前铜基催化剂上CO2加氢合成甲醇反应合成机理中较为合理的.目前对金属铜基催化剂上合成甲醇的机理基本认同一致的观点是:合成甲醇的活性物种是Cu+-Cu0,它们因分散在ZnO 中而得以稳定,ZnO与Cu+-Cu0活性中心具有协同作用,其本身也有促进CO2加氢的能力;C O2吸附在与Cu+获(Cu0)上得以活化,CO2与H2在ZnO上存在竞争吸附;在同等条件下,Cu+的催化能力优于Cu0[17].铜基催化剂上CO2加氢存在两个平行竞争反应:CO2+H2CH3OH+H2O H0=-53.66K J/m o,lCO2+H2CO+H2O H0=36.90K J/m o.l为了提高CO2加氢合成甲醇的选择性,必须通过热力学条件、动力学条件、催化剂的使用等手段来抑制逆水汽变换反应的发生CO2加氢合成甲醇为放热反应,降低温度对反应有利.随着反应温度的升高,甲醇的选择性降低;但考虑到反应速度和C O2的化学惰性,适当提高反应温度,可以帮助活化CO2分子,提高合成甲醇的反应速率.另外,增大反应体系的压力,有利于反应向生成甲醇的方向进行.因此,适当提高反应温度和选择适宜的操作压力,可使反应在热力学许可的情况下进行[8,18].从能量角度看,CO2第一电离能为13 97 e V,较难给出电子,但它有较低能量的空轨道,有较高的电子亲和能38e V,容易获得电子形成CO2-,因此在反应中CO2是弱的电子给予体和较强的电子接受体.Kubo ta T等[19]认为建立实用的动力学方程对设计高效的CO2加氢合成甲醇反应器和对催化剂进行改进是非常有用的.他们在负载的Cu/ZnO催化剂上进行了CO2加氢合成甲醇的动力学研究,得出了在该催化剂体系上CO2加氢合成甲醇的反应机理,并由反应机理出发推导出了动力学方程.通过把在50kg/d的CO2加氢合成甲醇装置上得到的各种实验数据与由动力学方程计算的结果对比,验证了动力学方程的准确性.2 纳米铜基催化剂2.1 Cu/ZnO/A l2O3催化剂S loczynsk i J等[20]研究发现采用柠檬酸法制备的纳米铜基催化剂Cu/ZnO/A l2O3与采用共沉淀法制备62第1期 谭志斗等:二氧化碳加氢合成甲醇纳米铜基催化剂研究进展的Cu/ZnO/A l2O3催化剂相比在CO2加氢合成甲醇上具有更高的催化活性.孙琦等[14]采用草酸盐胶态共沉淀法制备的纳米铜基催化剂Cu/ZnO/A l2O3[Cu Zn A l=60 30 10(m ol比)],铜粒径10.70nm,催化剂具有较大的孔径(14.52n m),在H2 CO2=3.0(m o l比)、空速3600h-、反应温度493K、压力2.0M Pa下反应,甲醇单程收率约为7%.安欣等[21]采用特殊的共沉淀法制备了一种在CO2加氢过程中都具有很高活性的Cu/ ZnO/A l2O3纳米纤维催化剂.该催化剂直径约为6~7nm,在H2 CO2=3.0(m ol比)、反应温度513K、压力4.0MPa、空速9742h-下,C O2转化率为20.09%,甲醇选择性达到55.93%,甲醇的时空产率达到0.3910g/h m.l而同等条件下商业催化剂的CO2转化率为16 259%、甲醇选择性为42 61%和甲醇时空产率为0.2408g/h m.l该合成方法不需要有机试剂和复杂的过程,因此生产成本低,容易实现.Cao Y等[22]采用改进的共沉淀法制备出了对CO2加氢合成甲醇具有高度选择性的Cu/ZnO/A l2O3催化剂,与常规的共沉淀法制备的Cu/ZnO/A l2O3催化剂相比,改进共沉淀法制备的催化剂具有较高的比表面积和孔径,较小的晶粒尺寸,较高的催化活性和选择性.并认为该催化剂表面上Cu+/Cu0(m o l比)显著高于常规的共沉淀法制备的Cu/ZnO/A l2O3催化剂表面上的Cu+/Cu0可能是其催化CO2加氢合成甲醇具有更高活性和选择性产生的原因.Lacho w ska M等[23]研究认为对合成气加氢合成甲醇具有较高活性的Cu/ZnO/A l2O3的催化剂在C O2加氢合成甲醇上的活性和稳定性都较低.2.2 CuO/ZnO/S i O2催化剂迟亚武等[24]采用溶胶-凝胶法制备了纳米铜基催化剂CuO/ZnO/S i O2(催化剂组成%,w:t35%Cu,15% ZnO,50%Si O2).将该催化剂在773K焙烧,623K还原后在H2 CO2=3.0(m o l比)、温度488~528K、压力1.0~4.0MPa、空速2000~9000h-的条件下进行CO2加氢合成甲醇反应.研究结果表明:反应温度提高,甲醇选择性降低;反应压力和体积空速的提高,有利于提高甲醇的选择性和时空收率;在相同条件下CO2比CO更易于加氢.从CO2加氢合成甲醇来看,合适的条件为:反应温度528K、压力3.0M Pa、体积空速5000h-左右.2.3 CuO/ZnO/Zr O2催化剂丛昱等[25,26]采用原位顺磁共振(EPR)、原位X射线光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等手段,对CO2加氢合成甲醇用的不同粒度的超细Cu/ZnO/Zr O2催化剂各组分的相互作用进行了研究.结果表明, Zr O的加入改变了催化剂的表面结构和配位状态,增加了活性组分的分散度,提高了催化剂的稳定性.实验2还发现,催化剂的粒度对各组分的相互作用有着重大的影响,催化剂的粒度较小时,Cu2+主要以团簇的形式存在,易于被还原;催化剂的粒度较大时,Cu2+主要以高度分散的形式存在,Cu在ZnO和Zr O2中分布得更均匀,它们之间的相互作用更强,难于被还原.TPR的实验结果也得到了一致的结论.研究还认为,合成甲醇的活性中心是高分散的金属铜的团簇,而不是孤立的铜原子.丛昱将硝酸铜、硝酸锌和硝酸锆在368K适当脱水后按化学计量比溶解到乙二醇中,在搅拌下逐渐升温,保持在333K直到深绿色透明凝胶生成.将上述凝胶在353K烘干48h,然后分段程序升温至773K,焙烧4h制得Cu/ZnO/Zr O2超细催化剂结果表明,超细Cu/ZnO/Zr O2催化剂具有粒度小、颗粒分布均匀和稳定性好的特点,并发现超细Cu/ZnO/Zr O2催化剂比大颗粒的工业Cu/ZnO/A l2O3催化剂具有更高的催化活性,而且随着催化剂粒度的减小,甲醇合成活性进一步增大.研究还发现,Zr O2具有稳定反应活性中心的作用.R audaskosk iR等[27]采用共沉淀法制备了用于CO2加氢合成甲醇的纳米金属铜基催化剂Cu/ZnO/Zr O2,研究了催化剂制备过程中老化时间对其催化性能的影响.结果表明老化时间显著影响催化剂的物理性能和化学性能,随着老化时间的延长,催化剂中的结晶度提高.Francesco A rena等[28]采用超声共沉淀法制备出了纳米金属铜基催化剂Cu/ZnO/Zr O2(Zn/Cu 0.3~ 0.7,Zr O2 42~44w%t).用该催化剂在433~533K,1.0~3.0M Pa空速8800h-条件下由CO2加氢合成了甲醇,并计算了各反应温度下各反应(CO2加氢合成了甲醇,CO加氢合成了甲醇和CO2转化为CO)的反应速率常数.在反应温度473K、压力1.0MPa和空速8800h-条件下,甲醇收率达0.12~0.14kg/kgcat h.该催化剂与已商业化的Cu/ZnO/A l2O3催化剂相比具有更高的活性和选择性.邢少龙等[29]研究了浆态床中自行开发的LP201甲醇合成催化剂上CO2加氢合成甲醇的过程.探讨了不同操作条件,如温度、压力、气体、原料气配比等对反应的影响;考察了该催化剂在浆态床CO2加氢合成甲醇63湖北民族学院学报(自然科学版) 第27卷过程中的稳定性.实验结果表明,浆态床C O2加氢合成甲醇过程中主要产物为甲醇、C O和水;随温度的增加,C O2的转化率和甲醇产率呈现上升的趋势,但甲醇的选择性明显下降;压力的升高有利于CO2的转化率、甲醇产率以及甲醇的选择性提高;原料气空速的提高会增大甲醇产率,但同时降低CO2的转化率以及甲醇的选择性;CO2的转化率、甲醇收率以及甲醇的选择性在氢碳摩尔比4~5获得极大值.LP201催化剂的寿命考察结果表明,该催化剂具有较好的催化活性和稳定性.2.4 其它纳米铜基催化剂Zhang YP等[30]研究了Zr O2改性对负载在A l2O3上的铜基催化剂催化CO2加氢合成甲醇的影响.研究发现:添加Zr元素后,催化剂上CuO的分散度提高,合成甲醇的选择性和催化剂的活性提高;较低的反应温度,较高的空速和适宜的H2 CO2(m o l比)对合成甲醇有利.林西平等[31]采用原位溶胶-凝胶制备技术,制备得到Cu/ZnO/Si O2-Zr O2纳米金属铜基催化剂,CuO平均晶粒尺寸小于16nm.当催化剂的组成为CuO ZnO S i O2=20 20 55.2(m ol比)时,在H2 CO2=3.0(m o l)、反应温度513K、压力2.0MPa下反应,CO2转化率为14.86%,甲醇选择性达到90.42%,甲醇的单程收率达到13.44%.用原位溶胶-凝胶制备技术得到的纳米金属铜基催化剂Cu/ZnO/S i O2-Zr O2还具有高的比表面积(250.3m2/g)及单一分布的孔径尺寸(1.8 n m).朱毅青等[18,32,33]用溶胶-凝胶法制备的CuO-/ZnO/Si O2-Zr O2纳米金属铜基催化剂,当氧化铜、氧化锌质量分数各为10%,Si O2质量分数75.8%时,催化剂的比表面积为462.4m2/g,平均粒径约25nm,孔径2 30nm;在H2 CO2=3.0(m o l比)、反应温度513K、压力2.0M Pa、空速2000h-下,CO2转化率为12 97%,甲醇选择性达到90 03%,甲醇的单程收率达到11 68%.Zr O2对改善催化剂的性质及CuO的结晶粒度有重要的作用.他们还用溶胶-凝胶法制备了铜、锌质量分数不同纳米金属铜基催化剂Cu/ZnO/T i O2-Zr O2,该催化剂比表面积大(240~590m2/g),孔径分布单一,晶相组成为CuO.随着铜、锌质量分数的增大,催化剂的比表面积减小,最可几孔径增大;CuO微晶结晶度增大,同时微晶尺寸逐渐增大至20nm.在Cu-ZnO/T i O2-S i O2体系中,提高催化剂中铜锌组分的含量,催化剂的活性与甲醇的单程收率提高,但甲醇的选择性降低.催化剂具有较高的反应活性和选择性,当T i/S i原子计量比为1 5,氧化铜、氧化锌质量分数各为25%时,催化剂的比表面积为241.18m2/g,平均孔径2.27nm;在反应温度533K、压力2.0MPa、空速2500h-下,CO2转化率为17.08%,甲醇选择性达到76.34%,甲醇的时空产率达到0.126g/h m.l迟亚武等[34]研究了9种助剂对用于CO2加氢合成甲醇的纳米金属铜基催化剂CuO/ZnO/S i O2性能的影响,结果表明T i O2、C e O2、M gO和La2O3是CO2加氢合成甲醇的纳米铜基催化剂体系CuO/ZnO/S i O2的优良助剂.在含有不同助剂的CuO/ZnO/Si O2催化剂体系内部存在CuO和ZnO晶相,但除C e O2以外,其它的助剂都可能以微晶或无定型存在.添加的助剂除C e O2以外,都使CuO/ZnO/S i O2催化剂的还原温度提高,而且还原温度的提高和助剂对CuO/ZnO/Si O2催化剂活性的影响有一定的关系.Sloczynsk i J等[36]加入少量的金属(B、Ga、I n、Gd、Y、M n和M g)对Cu/ZnO/Zr O2催化剂改性,添加的金属氧化物影响催化剂催化CO2加氢合成甲醇的活性,改变催化剂上Cu的分散度及其表面积和稳定性;实验还发现添加Ga2O3后催化剂的活性显著提高,添加I n2O3后催化剂的活性显著降低.M.K ilo等[36]研究了C r和M n氧化物的加入对催化剂Cu/Zr O2的结构和性能的影响并在CO2催化加氢上进行了检测.含Cr的催化剂主要催化CO2加氢合成甲醇,含M n的催化剂主要催化CO2加氢成CO.当总压为1.7M Pa,反应温度在443~513K时,产物中甲醇的构成按以下顺序递减:Cu/Zr O2>Cu/Cr Ox/Zr O2> Cu/M nOx/Zr O2(所有催化剂都经403K干燥处理).所有的催化剂在623K煅烧后对催化CO2加氢合成甲醇的活性差别不大.当反应温度超过523K后,Cu/C r O x/Zr O2催化剂催化C O2加氢合成甲醇的活性最高.Cor-rie L等[37]制备了几种纳米金属氧化物催化剂:ZnO、CuO、N i O和CuO/ZnO.研究结果表明:C M-2-ZnO、NC-ZnO、NC-CuO/ZnO、C M-CuO和NC-N i O在催化二氧化碳加氢合成甲醇上显示出一定的催化性能,其中NC-CuO/ZnO催化剂显示出优越的催化性能,而C M-1-ZnO、NC-CuO和C M-N i O这些催化剂对该反应没有催化作用.刘勇等[38]采用草酸盐共沉淀法制备了一种用于CO2加氢合成甲醇低温合成甲醇高活性的纳米铜基催化剂,该催化剂在5M Pa和443K下显示出很高的催化活性.64第1期 谭志斗等:二氧化碳加氢合成甲醇纳米铜基催化剂研究进展3 其它纳米金属基催化剂Inoue Takashi等[39]用负载的Rh基催化剂在流化床反应器里于10at m下进行了CO2加氢和CO加氢的研究.Rh/Zr O2和Rh/Nb2O5催化剂催化CO2加氢的活性最高,主要产物是甲烷,Rh/T i O2催化剂催化CO2加氢合成甲醇的选择性较好.Deogseong Lee等[40]用微乳法制备了不同Pd粒子尺寸的Pd/ZnO催化剂并考察了其对CO2加氢合成甲醇的影响.与微乳液中Pd含量无关只需调节微乳液的p H值就可控制催化剂中Pd粒子尺寸,当pH值从1增加到7时Pd粒子的尺寸从2.1n m增加到10.1nm,与共沉淀法制备的催化剂相比Pd的尺寸分布范围非常狭窄.Pd粒子尺寸对Pd-Zn合金的构成和Pd在ZnO表面的覆盖的影响复杂.随着Pd粒子尺寸的减小合成甲醇的选择性增大,当Pd粒子尺寸为3.4n m时选择性最大.Sebasti n E等[41]用原位FTI R在0.1M Pa下采用程序升温的方法(323~723K),研究了 -Ga2O3和Pd/ -Ga2O3(1w%t Pd)催化剂催化下与H2的相互作用.只有在温度超过523K后Pd/ -Ga2O3(1w%t Pd)催化剂与纯 -Ga2O3催化剂相比才有更大的对各类反应的速率.Cheol-H yun K i m等[42]用Pd/ZnO催化剂催化CO2加氢合成了甲醇,并对催化剂的物相进行了检测,发现在523K以上降低温度时ZnOx片上的表面由金属Pd取代ZnOx,而温度降低更多时则由Pd-Zn合金取代.4 结论甲醇生产技术发展到现在多相铜基催化剂低压法技术时期,原料配比已经有了很大改变,原料气中CO2的比重大大增加.在现代低压法多相铜基催化剂生产甲醇的体系中,存在3个有利于甲醇生成的主反应:CO 与氢气反应生成甲醇,C O2与氢气反应生成甲醇和水蒸气,水蒸气与CO反应生成CO2和氢气.反应气中CO2具有双重作用:一方面它可以直接合成甲醇,另一方面由于它具有很强的化学吸附能力,故具有阻滞CO 合成甲醇速率的功能.随着化工技术的发展,甲醇有望实现完全以CO2为原料来生产,甲醇本身可以做能源,这就可以实现能源燃烧-CO2-甲醇-能源燃烧的循环,从根本上解决地球上因化石能源燃烧导致的CO2温室气体问题,实现碳循环的生态平衡.在这一技术转化过程中,研制新型催化剂是CO2加氢合成甲醇的关键技术之一.高度活泼的甲醇合成催化剂的研制及相应低温高转化率甲醇合成过程的开发一直是许多研究工作的目标.国内外学者在催化剂活性组分、载体、制备方法、反应条件的影响、产物分析及活性评价方法等方面均做了相关研究.纳米负载型催化剂因具有比表面积大、分散度高和热稳定性好的特点,将成为一种发展趋势,是今后研究的方向.国内外目前虽已研制出此类新型催化剂,但都局限于实验室研究阶段,要进入工业应用阶段仍有相当大的难度.CO2制甲醇既可缓解温室效应,又可节约能源,无论从经济、环境还是社会角度,都具有十分美好的前景.但由于受氢源、催化剂等问题的限制,要想大规模实现工业化生产仍需做更多的工作.参考文献:[1] 解红娟,谭猗生,牛玉琴.C uO/S i O2催化剂用于CO2加氢合成甲醇的研究[J].煤炭转化,2000,23(3):92-96.[2] 许勇,汪仁.CO2加H2合成甲醇反应的研究进展[J].天然气化工,1992,17(6):28-33.[3] 关玉德.CO2+H2合成甲醇和汽油的前景[J].煤炭综合利用,1991(1):21-23.[4] 刘志坚,廖建军,谭经品,等.CO2加氢合成甲醇催化剂研究进展[J].石油与天然气化工,2001,30(4):169-174.[5] 孙琦,盛京.纳米材料的技术发展及应用[J].化工进展,1997(1):48-53.[6] Ji ng L Q,Xu Z L,Sun X J,et a.l The s u rf ace properties and photo catal yti c acti viti es ofZnO ultrafi ne pari cles[J].A pp lied Su rf ace Sci en ce,2001,180(3-4):308-314.[7] 许勇,汪仁.CO2加H2合成甲醇反应的研究进展[J].天然气化工,1992,17(6):28-33.[8] 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《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境问题的日益严峻，如何高效、绿色地转化利用CO2已经成为当前科学研究的重要方向。

CO2的催化加氢合成燃料作为一种有潜力的解决方案，已受到广泛关注。

在此过程中，设计并制备高效的纳米催化剂至关重要。

本文着重介绍了一种光热双重响应的Cu基纳米催化剂的设计、制备及其在CO2加氢合成燃料中的性能研究。

二、设计理念与催化剂构成1. 设计理念我们的设计理念是基于对催化剂的双重响应能力的提升，即光热双重响应。

这种响应能力不仅包括对光能的吸收和转化，还涉及到对热能的利用和调控。

我们期望通过这种方式，催化剂在CO2加氢过程中能更有效地发挥其催化作用。

2. 催化剂构成本研究所涉及的催化剂主要由Cu基纳米材料构成，通过引入特定的助剂和结构调控，使其具有光热双重响应特性。

其中，Cu基纳米材料因其良好的催化活性和可调的电子结构，被广泛应用于各类催化反应中。

三、制备方法与工艺1. 材料选择与预处理首先选择合适的Cu基前驱体材料，并进行预处理，以提高其表面活性和稳定性。

2. 纳米结构设计通过控制合成条件，设计并制备出具有特定形貌和尺寸的Cu 基纳米结构，如纳米线、纳米片等。

3. 光热响应性能调控通过引入光敏性物质和热敏性物质，对催化剂的光热响应性能进行调控。

这一步骤的关键在于找到合适的物质和比例，以达到最佳的响应效果。

四、CO2加氢合成燃料性能研究1. 实验方法通过实验测定催化剂在CO2加氢过程中的活性、选择性和稳定性等性能指标。

同时，利用各种表征手段对催化剂的物理化学性质进行深入研究。

2. 结果与讨论实验结果表明，所制备的Cu基纳米催化剂在CO2加氢过程中表现出优异的光热双重响应性能。

在光照和加热条件下，催化剂的活性明显提高，CO2的转化率和燃料的选择性均有显著提升。

此外，催化剂的稳定性也得到了显著改善，具有较好的工业应用前景。

DOI: 10.1016/S1872-5813(22)60079-3关联数据DOI: 10.57760/sciencedb.j00124.00009不同方法制备的Cu-Mn-La-Zr 催化剂上二氧化碳加氢制甲醇反应机理研究王世强1,2，杨金海1，赵　宁1,* ，肖福魁1,*（1. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室, 山西 太原 030001；2. 中国科学院大学, 北京 100049）摘　要：通过原位红外和H 2-TPD 表征，比较研究了由共沉淀法(CMLZ-CP)、溶胶凝胶法(CMLZ-S)、水热法(CMLZ-H)制备的Cu-Mn-La-Zr 催化剂上二氧化碳加氢制甲醇的反应历程。

结果表明，催化剂表面羟基对二氧化碳加氢制甲醇反应有一定的促进作用，并且催化剂上的二氧化碳加氢反应均遵循甲酸盐(HCOO *)和羧酸盐(COOH *)路径。

CMLZ-CP 和CMLZ-H 催化剂更倾向于羧酸盐路径，而CMLZ-S 催化剂更倾向于甲酸盐路径。

CMLZ-CP 催化剂有最强的H 2活化能力，从而表现出最高的CO 2转化率和甲醇产率，而CMLZ-H 催化剂有更高的中强碱性位点和氧缺陷占比，使得中间物种更倾向于加氢合成甲醇，从而表现出最高的甲醇选择性。

关键词：CO 2加氢；甲醇；反应机理中图分类号： O643.36;O623.411 文献标识码： AMechanistic study on the hydrogenation of CO 2 to methanol over Cu-Mn-La-Zr catalystsprepared by different methodsWANG Shi-qiang 1,2，YANG Jin-hai 1，ZHAO Ning 1,*，XIAO Fu-kui1,*（1. State Key Laboratory of Coal Conversion , Institute of Coal Chemistry , Chinese Academy of Sciences , Taiyuan 030001, China ；2. University of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, China ）Abstract: The reaction routes for the CO 2 hydrogenation to methanol over a series of Cu-Mn-La-Zr catalysts prepared by different methods, viz., CMLZ-CP by co-precipitation, CMLZ-S by sol-gel method and CMLZ-H by hydrothermal method, were comparatively investigated by in-situ DRIFT and H 2-TPD characterization. The results indicate that the surface hydroxyl groups on these catalysts contribute to the CO 2 hydrogenation to methanol and the reaction may follow the formate (HCOO*) and carboxylate (COOH*) routes. The carboxylate pathway is preferred for the reaction over the CMLZ-CP and CMLZ-H catalysts, whereas the formate pathway dominates in the reaction over the CMLZ-S catalyst. The CMLZ-CP catalyst shows the strongest ability to activate H 2 and thus exhibits the highest CO 2 conversion and methanol yield. In contrast, the CMLZ-H catalyst has high percentage of medium to strong basic sites and oxygen defects, which favor the hydrogenation of intermediate species to methanol, and thus exhibits the highest selectivity to methanol.Key words: CO 2 hydrogenation ；methanol ；reaction mechanisms二氧化碳是一种温室气体，引起的全球气候变化对人类赖以生存的环境造成了巨大的影响，被视为全球化的挑战[1]。

二氧化钛纳米片负载铜催化剂用于CO_2加氢制甲醇的催化性能与构效关系研究二氧化碳加氢制甲醇催化剂以铜基催化剂为主,Cu作为活性组分不仅具有优异的H2活化能力,且Cu元素价廉易得。

金属氧化物作为Cu基催化剂的常用载体,其本身所含的缺陷中心被认为是吸附活化CO2的重要位点,且不同形貌的金属氧化物其表面的缺陷中心结构和数量都有差异。

此外,Cu与金属氧化物的界面在结构层面和电子层面上都会有一定程度的相互作用,这种相互作用在催化剂的活性表现中扮演着重要的角色,通过金属氧化物载体的形貌调控可以调变活性组分Cu与氧化物间的相互作用。

基于此,本文选用了具有片状形貌的锐钛矿TiO2纳米材料作为载体,负载Cu之后获得了活性媲美Cu/ZnO系催化剂的双组分Cu/TiO2-纳米片催化剂。

本文优化了该催化剂的制备条件,研究了 Cu与TiO2纳米片之间的相互作用,初步揭示了催化剂结构与催化活性之间的构-效关系。

主要内容与结论如下:(1)采用水热法以HF为形貌控制剂合成了纳米片状的锐钛矿TiO2(nanosheet,-ns-),并通过沉积沉淀法负载Cu。

Cu/TiO2-ns催化剂具有高效催化CO2加氢产甲醇的性能,本文分别考察了Cu负载量、催化剂焙烧温度、催化剂活化气氛等对催化剂性能的影响。

结果显示Cu的最佳负载量为30 wt%左右,最佳焙烧温度为400 ℃低浓度H2活化有利于催化活性,在压力P = 3MPa、温度T = 260℃、空速GHSV = 3600 mL·g-1·h-1下甲醇产率高达5.6%。

采用XRD、BET等研究了 Cu颗粒粒径和催化剂比表面积,EPR研究了催化剂中的缺陷位,CO2-TPD研究了催化剂活化CO2的特征,结果表明Cu颗粒粒径和载体TiO2中的Ti3+含量是影响催化剂活性的两大核心要素。

(2)采用与TiO2纳米片具有相近比表面积的锐钛矿TiO2纳米颗粒(nanoparticle,-np-)作为载体,负载Cu制备对比催化剂Cu/TiO2-np。

《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境问题的日益严重，减少二氧化碳（CO2）排放并实现其有效利用已成为科研领域的重要课题。

其中，光热双重响应的纳米催化剂在CO2加氢合成燃料领域展现出巨大的应用潜力。

本文将重点研究光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其在CO2加氢合成燃料中的性能。

二、设计思路1. 材料选择：选择Cu基材料作为主要成分，因其具有较高的CO2加氢反应活性。

2. 光热响应设计：通过掺杂其他元素或利用特定结构，使催化剂具备光热双重响应特性，提高其催化活性。

3. 纳米结构设计：采用纳米技术，设计具有高比表面积、良好分散性和优异光热性能的纳米结构。

三、制备方法1. 合成原料：选用适当的铜源、助剂和其他掺杂元素。

2. 制备过程：采用溶胶-凝胶法、化学还原法或模板法等制备Cu基纳米催化剂。

在制备过程中，通过控制反应条件、温度和时间等参数，实现催化剂的纳米级结构和光热双重响应特性的调控。

四、性能研究1. 结构表征：利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的Cu基纳米催化剂进行结构表征，确认其形貌、尺寸和晶相。

2. 光热性能测试：通过测量催化剂对光和热的响应性能，评估其光热转换效率。

3. CO2加氢反应性能测试：在一定的温度、压力和氢气流量下，对催化剂进行CO2加氢反应测试。

通过检测反应产物的种类、产量和选择性，评估催化剂的活性、稳定性和选择性。

4. 反应机理研究：结合理论计算和实验结果，研究CO2加氢反应的机理，揭示催化剂的光热双重响应特性对反应过程的影响。

五、结果与讨论1. 结构分析：通过结构表征手段，发现制备的Cu基纳米催化剂具有较高的比表面积、良好的分散性和特定的纳米结构。

2. 光热性能：光热性能测试结果表明，催化剂具有较高的光热转换效率，能够在光照和加热条件下产生良好的光热效应。

3. CO2加氢性能：CO2加氢反应性能测试显示，制备的Cu 基纳米催化剂具有较高的活性、稳定性和选择性。

提高CO2加氢合成甲醇选择性和收率的一种方法李基涛　张伟德　付金印　古萍英(厦门大学化学系　物理化学研究所　361005)区泽棠(香港浸会大学化学系　九龙塘)关键词　CO2加氢　合成甲醇　CO的作用　提高选择性和收率随着工业发展和人类利用石化能源的增加,大气中CO2浓度日益上升,由此引起的地球“温室效应”已受到世界各国政府与科学家的严重关注,固定、催化活化循环利用CO2的研究也越来越多[1]。

铜基催化剂上CO2加氢主要存在二个竞争反应[2]CO2+3H2=C H3OH+H2O ∃H=-53.66k J m o l(1)CO2+H2=C O+H2O ∃H=36.90k J m o l(2) (2)式称为逆水汽变换反应。

为了提高CO2加氢合成甲醇的选择性和收率,必须抑制(2)式。

为此本工作在原料气中掺入适量的CO,结果表明,它确能提高CO2加氢合成甲醇的选择性和收率。

1　实　验催化剂制备和活性评价参考文献[3]。

程序升温表面反应(TPSR2MS)[4]所用的质谱仪为HP HEWLETT G1800A PACKARD SYSTEM,升温速率为15℃ min。

20mg催化剂在240℃、纯H2还原2h,在此温度下用He气吹扫015h,然后吸附CO2或CO+CO2,在吸附气气氛下风冷降至室温,再用He吹扫40min,以H2为载气作TPSR2MS实验。

2　结果与讨论由色谱分析表明铜基催化剂上CO2加氢的主要产物是甲醇、一氧化碳、水以及少量的甲烷和二甲醚。

表1列出三种CO含量不同的原料气对几种催化剂活性评价的结果。

由表1可见,在相同的反应条件下,双组分催化剂(如1#和8#)的CO2转化率(X)较低,而Cu Zn Al三组分催化剂(如2#～7#)的X均较高,说明Cu2Zn间产生了协合作用,使CO2的吸附和转化率提高。

由表1还可见不含CO的A气其CO2转化率相应地比含CO的B气和C气高,但甲醇选择性却相应地较低,这暗示着原料气中的CO会抑制CO2的吸附,使X降低。

一氧化碳加氢制甲醇的催化剂研究1. 引言1.1 背景介绍传统的一氧化碳加氢制甲醇的催化剂主要是铜基催化剂，但铜基催化剂在高温下易发生结晶变化，导致活性降低。

寻找新型高效稳定的催化剂对提高一氧化碳加氢制甲醇的效率和产率至关重要。

本研究旨在探究不同类型催化剂在一氧化碳加氢制甲醇反应中的作用机制，并通过优化催化剂的设计和活性组分以及表面结构的特征分析，提高催化剂的稳定性和活性，从而为提高一氧化碳加氢制甲醇的产率和效率提供理论基础和技术支撑。

1.2 研究意义一氧化碳加氢制甲醇是一种重要的工业化学反应，能够实现二氧化碳的高效利用和可持续发展。

随着社会经济的快速发展，能源需求不断增加，化石燃料的消耗导致了二氧化碳排放的持续增加，加剧了全球变暖和环境污染。

寻找一种绿色、高效的方法将二氧化碳转化为有价值的化学品是至关重要的。

研究一氧化碳加氢制甲醇的催化剂不仅可以实现对二氧化碳的转化利用，还可以降低对传统石油资源的依赖。

通过研究催化剂的设计和优化，可以提高反应的选择性和产率，降低反应条件下的能耗和成本。

深入研究一氧化碳加氢制甲醇的催化剂具有重要的科学意义和工程应用前景。

通过对一氧化碳加氢制甲醇的催化剂研究，不仅可以解决能源和环境问题，还可以促进化学工业的可持续发展，对社会和经济具有重要的意义。

1.3 研究目的研究目的是为了寻找高效的催化剂，提高一氧化碳加氢制甲醇的反应活性和选择性。

通过系统研究不同催化剂对反应的影响，探索合适的催化剂设计和优化方法，以达到在较低温度和压力下制备高纯度甲醇的目的。

研究还旨在了解催化剂表面结构对反应性能的影响，从而为进一步优化催化剂设计提供理论依据和实验方向。

通过本研究，希望能为甲醇制备工艺的发展和催化剂设计提供新的思路和方法，促进相关领域的科学研究和工业应用。

2. 正文2.1 一氧化碳加氢制甲醇的反应机理分析一氧化碳加氢制甲醇是一种重要的工业化学反应，其反应机理的研究对于催化剂的设计和优化至关重要。

CuZnAl催化剂甲醇水蒸气重整制氢催化性能研究张文斌;梅华;陈晓蓉;周文【摘要】采用共沉淀法制备一系列CuZn和CuZnAl催化剂,考察了催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能.并采用BET,XRD,H2-TPR等方法对催化剂进行表征,以探讨Al和Cu/Zn比对催化剂活性的影响.在合适的Cu/Zn比时,引入Al能提高催化剂的比表面积和活性组分的分散度,以及稳定表面活性物种.对比试验结果表明:在所考察的CuZnAl催化剂中,Cu50Zn40Al10催化剂对甲醇水蒸气重整反应的催化活性最高,在温度250℃、压力1 MPa、n(H2O)/n(CH3OH) =1.5、体积空速0.56 h-1的条件下,甲醇转化率达到100％,氢气产率达到97.7％;经过200 h连续实验,Cu50Zn40Al10催化剂上甲醇蒸气重整反应的转化率稳定在97％左右,其稳定性明显优越于Cu50Zn40催化剂.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2013(044)010【总页数】5页(P22-26)【关键词】氧化铜;氧化锌;氧化铝;甲醇;水蒸气重整;制氢【作者】张文斌;梅华;陈晓蓉;周文【作者单位】南京工业大学化学化工学院,南京210009;南京工业大学化学化工学院,南京210009;南京工业大学化学化工学院,南京210009;防化研究院【正文语种】中文氢气除用作合成氨、石油炼制加氢装置的原料外，还广泛应用于冶金、精细化工、电子和浮法玻璃等行业［1－2］。

天然气蒸汽转化制氢通常适合对氢需求量较大的用户；烃类蒸汽转化装置的工艺复杂，投资大，能耗高；电解水法制氢的能耗和生产成本较高；甲醇制氢技术的原料易得、工艺流程短、设备简单、投资和能耗低，制氢成本较低，适用于中小规模用氢企业［3－5］。

此外，甲醇的氢含量高，运输和储存方便，因此成为车载制氢的理想燃料［6－8］。

甲醇水蒸气重整制氢是甲醇制氢的主要方式，产品气中氢气含量高（约75%），反应条件温和（200～300 ℃）［9－11］。

《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，将二氧化碳（CO2）转化为燃料成为了科学研究的热点。

在众多转化途径中，利用光热双重响应的纳米催化剂将CO2加氢合成燃料具有广阔的应用前景。

本论文将围绕Cu基纳米催化剂的设计、制备以及其催化CO2加氢合成燃料的性能进行详细的研究和探讨。

二、光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计1. 催化剂的选材与设计理念Cu基纳米催化剂因其良好的催化性能和低廉的成本在CO2加氢反应中具有较大的潜力。

本研究所设计的催化剂以Cu为核心，结合其他金属或非金属元素进行改性，以提高其光热响应性能和催化活性。

2. 结构设计通过精确控制催化剂的尺寸、形貌和结构，可以显著提高其催化性能。

本论文设计的催化剂采用特殊的纳米结构，如多孔结构、核壳结构等，以提高其光吸收能力和反应物的接触面积。

三、光热双重响应Cu基纳米催化剂的制备1. 制备方法采用化学还原法、溶胶凝胶法等制备方法，通过精确控制反应条件，制备出具有光热双重响应的Cu基纳米催化剂。

2. 制备流程（1）根据设计要求，制备出Cu的前驱体溶液；（2）加入还原剂或其他改性剂，进行化学还原或溶胶凝胶反应；（3）通过离心、洗涤、干燥等步骤，得到初步制备的纳米催化剂；（4）对制备的纳米催化剂进行进一步的处理和优化，如高温煅烧、气氛处理等。

四、光热双重响应Cu基纳米催化剂催化CO2加氢合成燃料的性能研究1. 实验方法采用多种表征手段，如XRD、TEM、SEM等，对制备的Cu 基纳米催化剂进行结构和形貌分析；通过CO2加氢反应实验，评价其催化性能。

2. 实验结果与讨论（1）表征结果：通过XRD分析，证实了催化剂的成功制备和晶型结构；TEM和SEM结果显示，催化剂具有设计的特殊纳米结构。

（2）催化性能评价：在CO2加氢反应中，所制备的Cu基纳米催化剂表现出优异的光热响应性能和催化活性。

《光热双重响应Cu基纳米催化剂的设计、制备及其CO2加氢合成燃料的性能研究》篇一一、引言随着全球气候变化和环境问题的日益严重，减少二氧化碳（CO2）排放并实现其有效利用已成为科学研究的热点。

其中，将CO2通过加氢反应转化为燃料是一种极具潜力的技术途径。

在众多催化剂中，Cu基纳米催化剂因其高活性、低成本和良好的选择性而备受关注。

本文旨在设计并制备一种光热双重响应的Cu 基纳米催化剂，并研究其在CO2加氢合成燃料中的性能。

二、催化剂设计1. 设计理念本研究的催化剂设计理念基于光热转换效应和Cu基纳米材料的催化性能。

通过将光能转化为热能，提高反应体系的温度，同时利用Cu基纳米材料的优良催化性能，加速CO2的加氢反应。

2. 材料选择选择Cu基材料作为主要成分，因其对CO2加氢反应具有较高的活性和选择性。

此外，引入具有光热转换效应的纳米材料，如碳纳米管、金属氧化物等，以提高催化剂的光热转换效率。

三、制备方法1. 制备过程采用溶胶-凝胶法结合化学还原法制备Cu基纳米催化剂。

首先，将Cu盐溶液与光热转换材料进行混合，形成均匀的溶胶；然后，通过加入还原剂，使Cu盐还原为Cu纳米颗粒；最后，通过干燥、烧结等工艺，形成具有特定形貌和结构的纳米催化剂。

2. 制备参数制备过程中，需控制Cu的负载量、光热转换材料的种类和含量、烧结温度等参数，以获得具有最佳性能的催化剂。

四、性能研究1. 催化性能评价通过在光热条件下进行CO2加氢反应实验，评价所制备的Cu基纳米催化剂的催化性能。

采用气相色谱法分析反应产物，计算转化率、选择性等指标。

2. 结果与讨论实验结果表明，所制备的Cu基纳米催化剂在光热条件下具有较高的催化活性。

光热转换材料能有效提高反应体系的温度，促进CO2的加氢反应。

此外，Cu基纳米材料具有良好的催化性能，能加速反应进程并提高目标产物的选择性。

通过优化制备参数，可进一步提高催化剂的性能。

五、结论本研究成功设计并制备了一种光热双重响应的Cu基纳米催化剂，其在CO2加氢合成燃料中表现出优异的性能。

《CuZn基催化剂催化CO加氢制乙醇和高级醇的研究》篇一一、引言近年来，随着人们对能源的持续需求和环境保护意识的增强，对清洁能源的研究逐渐增多。

其中，乙醇和高级醇作为一种可再生能源，其制备过程和催化剂的研发成为研究热点。

本文旨在研究CuZn基催化剂在催化CO加氢制乙醇和高级醇方面的应用和性能。

二、CuZn基催化剂概述CuZn基催化剂是一种重要的工业催化剂，具有较高的活性和选择性。

其制备方法简单，成本低廉，广泛应用于多种化学反应中。

在CO加氢制乙醇和高级醇的反应中，CuZn基催化剂具有良好的催化性能和较高的反应活性。

三、CO加氢制乙醇和高级醇的原理CO加氢制乙醇和高级醇的反应是一个复杂的化学反应过程，主要涉及到CO的氢化、加氧和水解等反应步骤。

在这个过程中，催化剂起着至关重要的作用。

CuZn基催化剂通过提供活性中心，促进反应的进行，提高产物的选择性和收率。

四、CuZn基催化剂的制备与表征（一）制备方法CuZn基催化剂的制备主要采用共沉淀法、浸渍法等方法。

其中，共沉淀法是一种常用的制备方法，通过将铜盐和锌盐混合后与沉淀剂反应，得到CuZn基催化剂的前驱体，再经过煅烧、还原等步骤得到最终的催化剂。

（二）表征方法通过XRD、SEM、TEM等表征手段对CuZn基催化剂进行表征，可以了解其晶体结构、形貌、粒径等性质。

这些性质对催化剂的活性和选择性具有重要影响。

五、CuZn基催化剂催化CO加氢制乙醇和高级醇的实验研究（一）实验条件实验条件包括反应温度、压力、空速等参数的优化。

通过调整这些参数，可以影响反应的速率和产物的选择性。

（二）实验结果在优化的实验条件下，CuZn基催化剂对CO加氢制乙醇和高级醇的反应表现出较高的活性和选择性。

通过实验数据的分析，可以得到产物的分布情况和收率等数据。

六、结果与讨论（一）催化剂性能分析通过对实验结果的分析，可以得出CuZn基催化剂在CO加氢制乙醇和高级醇的反应中具有良好的活性和选择性。

Cu-CeO2基催化剂的制备及其CO2加氢合成甲醇反应性能研究Cu-CeO2基催化剂的制备及其CO2加氢合成甲醇反应性能研究摘要：随着化石能源的快速消耗和全球气候变化的加剧，CO2的高效利用和转化成为了一个重要的研究课题。

本文通过简要回顾了CO2加氢合成甲醇的研究现状和发展趋势，重点介绍了Cu-CeO2基催化剂的制备方法及其在CO2加氢合成甲醇反应中的催化性能。

1. 引言CO2加氢合成甲醇是一种利用CO2资源、减少温室气体排放、实现能源转化和储存的重要方法。

催化剂的性能对该反应的催化效果有着重要的影响。

Cu-CeO2基催化剂因其优良的物理化学性质和相互作用效应，成为CO2加氢合成甲醇反应的研究热点。

2. Cu-CeO2基催化剂的制备方法目前，制备Cu-CeO2基催化剂的方法主要包括共沉淀法、共沉淀-沉淀法、溶胶凝胶法和离子交换法等。

其中，共沉淀法是较为常用的一种方法，通过调控Cu/Ce的摩尔比例、沉淀温度和pH值等条件，可以获得具有良好结晶性和较高比表面积的催化剂。

3. Cu-CeO2基催化剂的CO2加氢合成甲醇反应性能研究研究发现，Cu-CeO2基催化剂在CO2加氢合成甲醇反应中具有较高的催化活性和选择性。

这主要归因于Cu和CeO2之间的协同效应。

Cu作为活性中心能够吸附和活化CO2，促进甲醇的生成；而CeO2作为载体具有氧存储和释放能力，能够提供活性氧物种，有助于CO2的加氢反应。

此外，延迟Cu颗粒生长、形成较小颗粒尺寸，并提高催化剂的比表面积，也是提高催化活性和选择性的关键因素。

4. 影响Cu-CeO2基催化剂性能的因素(1) Cu和Ce的载体比例：合适的Cu和Ce的摩尔比例有利于提高催化剂的比表面积和晶格缺陷，提高CO2的吸附和转化能力。

(2) 催化剂制备条件：调控沉淀温度和pH值等条件，可以调节催化剂的晶体结构和纳米颗粒的尺寸，从而影响催化活性和选择性。

(3) 其他添加剂：添加不同元素或化合物（如金属氧化物、碱金属盐等）可以改变催化剂表面的酸碱性、电子性质和氧物种的存储和释放能力，从而调节催化剂的性能。

CO_(2)热催化加氢合成甲醇催化剂的研究进展
陈宇昊;周岭;张燚
【期刊名称】《塔里木大学学报》
【年(卷),期】2024(36)2
【摘要】CO_(2)作为原料制备甲醇是一种极具前景的碳减排技术,但其工业化仍面临许多挑战。

CO_(2)具有很强的化学惰性,在反应过程需要利用活性金属使催化剂具备较强的活化CO_(2)的能力以及适宜的加氢性能。

本文致力于介绍目前CO_(2)热催化转化为甲醇的反应机理,总结了CO_(2)热催化加氢制备甲醇的过渡金属基、贵金属基催化剂的研究进展,并对未来研究方向进行了展望。

【总页数】11页(P1-11)
【作者】陈宇昊;周岭;张燚
【作者单位】塔里木大学机械电气化工程学院;北京化工大学化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O6-1
【相关文献】
1.CO_(2)加氢合成甲醇催化剂的助剂效应
2.以类水滑石为前驱体的
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