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甲醇合成催化剂失活分析摘要：现如今，随着我国经济的发展与社会的进步，化工生产领域也成功步入到了高速发展的新阶段。
如果还想要提高化工生产的创造力与生产能力，相关工作人员就需要针对铜基催化剂的内容进行深入的探究。
站在客观的角度上进行探究，甲醇合成铜基催化剂在探析工作的相关流程上，发现了失活问题在化工生产目标中所造成的影响不容忽视，针对这些负面影响我们需及时制定应对措施，这对于今后的工作可以取得佳绩提供了非常大的帮助。
本文就甲醇合成铜基催化剂失活的影响原因进行了详细分析，以此希望能够为化工生产的系列工作提供帮助。
关键词：甲醇；铜基催化剂；失活一、造成甲醇合成铜基催化剂失活的因素在化工产业的新时期发展中，作为极具代表性的甲醇合成铜基催化剂想要取得进一步佳绩，除了解决现有的系列问题外，还需针对相关工作做出贡献，这样才有利于为日后工作提供相应的的帮助。
把过去工作中的相关经验与线下工作的标准相结合起来，就可以发现影响甲醇合成铜基催化剂失活的因素可分为两项。
一、在对原材料的选择过程中，并没做出良好的选择，导致原材料中所含杂质过高，这直接影响到了其在生产过程中的效率与质量，以至于产品达不到最初预期。
二、出现甲醇合成酮基催化剂失活的影响因素还与技术人员的工作能力相关，能力不足就会导致失活情况的出现，以至于在化学反应的综合把控中达不到预期效果，最终导致出现了不良影响。
二、如何判断催化剂活性好坏（一）热点温度在化学工业上，通常把合成塔轴线上温度的最高点称为热点温度。
热点温度与铜基催化剂活性两者呈正相关，铜基催化剂活性越高，也就代表着热点温度位置越高。
在其床层的上方位置反应物的浓度可以达到最高值，生成物的浓度相反确是最低点，这时所形成的运动反应是最剧烈的，铜基催化剂的温度也因此呈持续上升趋势。
当到达温度巅峰值后，生成物的浓度增加反应物的浓度降低，反应进程开始减慢。
反应的生成物热量被带走，床层的温度逐渐降低。
（二）铜基催化剂床层温差铜基催化剂的床层温度变化过大，就会造成部分床层温度达不到铜基催化剂活性温度的状况出现，这就会出现变化反应都集中在局部活性温度达标的地点，从而释放热量，因此化学反应越剧烈就会带动床层温度变化越大,铜基催化剂的活性温度也就因此变得更好了。
催化剂的失活与再生【摘要】在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂，均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂等。
根据定义我们知道催化剂能改变化学反应进行的速度，因此在工业生产中具有重要的作用，但是我们也都知道在工业生产中催化剂并不能一直保持稳定不变的活性，因此研究催化剂的失活与再生便有着重要的意义。
关键词：催化剂化学反应失活催化剂失活是指在恒定反应条件下进行的催化反应的转化率随时间增长而下降的现象叫催化剂失活。
催化剂失活的过程大致可分为三个类型：催化剂积碳等堵塞失活，催化剂中毒失活，催化剂的热失活和烧结失活。
下面就三种失活方式做简要解释：积碳失活：催化剂在使用过程中，因表面逐渐形成碳的沉积物从而使催化剂的活性下降的过程称积碳失活。
中毒失活：催化剂的活性和选择性由于某些有害物质的影响而下降的过程称为催化剂中毒。
热失活和烧结失活：催化剂由于高温造成烧结或者活性组分被载体包埋，活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而损失造成的活性降低的现象。
一、积炭失活催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。
以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。
由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积，造成孔径减小(或孔口缩小)，使反应物分子不能扩散进入孔中，这种现象称为堵塞。
所以常把堵塞归并为结焦中，总的活性衰退称为结焦失活，它是催化剂失活中最普遍和常见的失活形式。
通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去，所以结焦失活是个可逆过程。
与催化剂中毒相比，引起催化剂结焦和堵塞的物质要比催化剂毒物多得多。
在实际的结焦研究中，人们发现催化剂结焦存在一个很快的初期失活，然后是在活性方面的一个准平稳态，有报道称结焦沉积主要发生在最初阶段(在0.15s内)，也有人发现大约有50%形成的碳在前20s内沉积。
无机催化剂催化有机合成中的应用研究近年来，有机合成领域对于无机催化剂的应用研究逐渐成为热门话题。
无机催化剂作为有机合成中的重要催化剂，在提高反应效率、选择性和环境友好性方面发挥着重要作用。
本文将探讨无机催化剂在有机合成中的应用研究，并着重介绍几种常见的无机催化剂及其催化机制。
一、铜基催化剂的应用研究铜基催化剂在有机合成中具有广泛的应用前景。
例如，铜催化的C-C键形成反应是有机合成中重要的反应之一。
铜催化的邻位烯烃与芳香醛的偶联反应可以高效地合成醌化合物。
此外，铜催化的Suzuki偶联反应能够实现芳香化合物与有机硼化合物的耦联。
铜离子还可以催化C-H键的活化反应，实现C-H键的官能团化。
二、铂基催化剂的应用研究铂基催化剂作为一类重要的无机催化剂，被广泛应用于有机合成领域。
例如，铂催化的氢化反应是有机合成中的重要反应之一。
铂基催化剂在芳香化合物的氢化反应中常常表现出较高的催化活性和选择性。
此外，铂基催化剂还被用于有机醇的选择性氢化反应，有效地制备醛和酮化合物。
铂基催化剂还可以催化烯烃的加成反应，实现C-C键的形成。
三、氧化钛的应用研究氧化钛是一种重要的无机催化剂，广泛应用于有机合成领域。
氧化钛催化剂在表面活性组分的存在下，可以催化醛的不对称氢化反应。
此外，氧化钛还可以催化有机硅化合物的C-H键官能团化反应。
氧化钛在有机合成中的应用研究仍在不断深入，相关的催化机制也是研究的重要方向之一。
四、锆基催化剂的应用研究锆基催化剂在有机合成中的应用研究受到了广泛关注。
锆基催化剂可以催化C-C键形成反应，如锆催化的烯烃与芳香醛的偶联反应。
此外，锆基催化剂还可以催化形成C-C键和C-N键的交叉偶联反应，实现复杂化合物的构筑。
锆基催化剂在有机合成中的研究为高效、选择性的化学反应提供了新途径。
综上所述，无机催化剂在有机合成中的应用研究在化学领域具有重要意义。
铜基催化剂、铂基催化剂、氧化钛和锆基催化剂等无机催化剂在有机合成中发挥着关键的催化作用。
铜基催化剂与碳基催化剂全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：铜基催化剂与碳基催化剂是目前研究热点领域中的两种重要催化剂类型。
它们在有机合成、能源转化以及环境保护等领域中有着广泛的应用。
本文将对这两种催化剂进行详细介绍，分析它们的优势和特点，并探讨它们在未来的发展方向。
一、铜基催化剂铜基催化剂是以铜元素为主要活性中心的催化剂。
由于铜的丰富、廉价和较高的催化活性，铜基催化剂在有机反应中得到了广泛应用。
铜基催化剂可以用于环烷、膦和氮杂环烷的合成，还可以用于C-H键活化、碳-碳键活化以及不对称合成等反应。
铜基催化剂的合成方法主要包括沉淀法、溅射法、化学气相沉积法等。
化学气相沉积法制备的纳米铜基催化剂具有高比表面积和活性位点密度，催化活性较高。
通过控制合成条件和催化剂结构可以调控铜基催化剂的选择性和活性，提高其在有机合成中的应用价值。
二、碳基催化剂碳基催化剂是以碳元素为主要活性中心的催化剂。
碳基催化剂可以分为碳纳米管、石墨烯、碳量子点等不同类型。
碳基催化剂具有较高的稳定性、导电性和化学惰性，在有机合成、电化学催化以及环境处理等领域有着广泛的应用。
碳基催化剂的制备方法主要包括热解法、氧化还原法、机械合成法等。
石墨烯是碳基催化剂中应用最广泛的一种，具有优异的导电性和化学惰性，可以用于氧还原反应、甲烷氧化反应等重要反应中。
碳基催化剂还可以通过掺杂或表面修饰来调控其催化性能，提高其在催化领域的应用潜力。
三、铜基催化剂与碳基催化剂的比较铜基催化剂和碳基催化剂在催化活性、稳定性、选择性和可再生性等方面有着不同的特点。
铜基催化剂通常具有较高的催化活性，但在稳定性和寿命方面不如碳基催化剂。
而碳基催化剂具有较高的稳定性和可再生性，但催化活性相对较低。
在实际应用中，研究人员可以根据具体的需求选择合适的催化剂类型。
对于一些需要较高活性的反应，可以选择铜基催化剂；而在一些对催化剂稳定性要求较高的反应中，可以选择碳基催化剂。
铜基催化剂与碳基催化剂的结合也可以实现协同效应，提高催化性能，拓展其在不同领域的应用。
铜系催化剂应用综述医药化工学院化学工程与工艺专业学生：陈立峰陈峰舒文强陈灵指导老师：摘要铜作为催化剂, 具有价格低廉、毒性低等优点, 此外, Cu物种比较温和而且配体简单, 正因为如此, 应用Cu 盐进行催化化学反应是目前非常热门的一个领域。
以下介绍Cu催化剂应用的研究与新应用。
关键词铜系催化剂合成甲醇催化剂铜系催化剂热分析铜系催化剂热相分析1 铜系催化剂的各方面应用2.1 Cu 催化交叉偶联反应2.1.1 Ullmann 反应早期的Ullmann 反应局限于卤代芳烃和芳基亲核化合物( 如芳胺、酚类、硫酚类等) 之间的偶联. 尽管实际起作用的是一价铜络合物, 在反应中人们通常使用过量的铜粉. 反应的温度通常高达200℃, 反应的后续处理困难, 反应产物复杂, 反应的产率也不高. 尽管如此, 由于在早期人们没有其它办法来实现亲电性sp2 碳与亲核试剂之间的直接偶联,Ullmann 反应仍然被合成工作者大量使用. 1998 年, 马大为等报道了卤代芳烃与A-氨基酸之间进行偶联得到N-芳基-A-氨基酸的反应. 这一反应使用CuI作催化剂, 溶剂为DMA, 反应条件较为温和. 利用该反应, 他们合成了重要的医药试剂Benzolactam-V8.2001 年, 马大为等又将上述催化体系应用到B-氨基酸的芳基化中, 同样取得了很好的结果(Eq. 1) . 他们发现B-氨基酸也可以加速反应的进行, 其机理类似于A- 氨基酸的芳基化过程. 利用这一反应, 他们成功地合成了SB-214857.(1) Buchwald 研究组最终找到了一种通用、温和、简单, 而且高效的碳、氮偶联方法. 使用该方法, Buchwald 等高产率地合成了一系列的芳香胺、脂肪胺、酰胺以及吲哚等芳基化产物. 作为一个成功的例子, 下面的成环反应可以使用CuI 作为催化剂, N, Nc-二甲基乙二胺作为辅助配体, 通过分子内的胺芳基化来实现( Eq. 2) . 该反应可在室温下进行, 产率很高.(2)同时, 他们还发现该催化体系有很好的选择性. 在单取代酰基肼的氮芳基化中, 以叔丁氧甲酰肼为底物和间位和对位取代的碘苯进行的反应时, 只是得到N-芳基化合物A,而苯甲酰肼和邻位取代的碘苯进行反应时, 得到的是Nc-芳基化合物B ( Eq. 3)(3) Buchwald 等最近将这一催化体系应用到碳、卤偶联化合物的制备. 他们发现以下的反应可以高效地将芳烃或者烯烃的溴化物转化为碘化物( Eq. 4 .（4）Cuny 等使用( CuOTf) 2PhMe 作为催化剂制备了具有生物活性的2-羟基-2c甲氧基二苯基醚(Eq.5) . 他们还应用该反应简捷地合成了有助于神经生长的药物verbenachalcone.（5）Venkataraman[ 46] 报道了CuI 催化的碳-硒交叉偶联反应( Eq. 6) . 该反应使用CuI 和2, 2c- 联喹啉亚铜作为催化体系, 以叔丁基钠( 对于富电子的芳香碘) 和碳酸钾( 对于贫电子的芳香碘) 作为碱, 合成了十八种的碳) 硒化合物, 最高的产率达到92%.（6）2.1.2Stille 反应Stille 反应通常是由钯催化的芳基锡化合物与芳基卤代物之间的交叉偶联反应. 目前该反应已经广泛地被应用在有机合成中, 用于制备各种不对称的芳香交叉偶联产物.由于锡烷化合物对于水汽和空气都是稳定的, 并且对很多的官能团表现出化学惰性, 因而它们应用范围很广. 同时, 由于Stille 反应中生成不溶的锡盐类, 所以可以很容易实现目标产物与副产物的分离.尽管Stille 反应通常由Pd 来催化, Roth 等。
《铈载铜基氧化物催化剂的制备及其CO-SCR性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中一氧化碳（CO）的排放量居高不下。
一氧化碳选择性催化还原（CO-SCR）技术是一种有效的环保手段，通过该技术可将CO转化为无害物质。
而催化剂作为该技术的核心，其性能直接决定了CO-SCR反应的效率。
本文以铈载铜基氧化物催化剂为研究对象，对其制备工艺及CO-SCR性能进行研究。
二、铈载铜基氧化物催化剂的制备1. 材料与试剂本实验采用硝酸铈和硝酸铜为主要原料，同时选用合适的溶剂和稳定剂等辅助材料。
所有试剂均为分析纯，无需进一步提纯。
2. 制备方法（1）将硝酸铈和硝酸铜按照一定比例混合，加入适量的溶剂，进行搅拌溶解。
（2）将得到的溶液进行喷雾干燥，得到前驱体粉末。
（3）将前驱体粉末在一定的温度和气氛下进行热处理，得到铈载铜基氧化物催化剂。
三、催化剂的表征采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备得到的铈载铜基氧化物催化剂进行表征。
结果表明，催化剂具有较高的比表面积和良好的晶体结构。
四、CO-SCR性能研究1. 实验方法在固定床反应器中进行CO-SCR反应实验，以氮气为载气，控制反应温度、空速、氧气浓度等参数，对催化剂的活性进行评价。
2. 结果与讨论（1）催化剂活性评价实验结果表明，铈载铜基氧化物催化剂在CO-SCR反应中表现出良好的活性。
在一定的温度范围内，催化剂的活性随着温度的升高而增加，达到最佳活性点后，活性略有下降。
此外，催化剂的活性还受到空速和氧气浓度的影响。
（2）催化剂稳定性测试对催化剂进行长时间稳定性测试，结果表明，铈载铜基氧化物催化剂具有良好的稳定性，能够在较长时间内保持较高的活性。
（3）催化剂的抗硫性能研究在含有少量硫的环境下对催化剂进行测试，发现铈载铜基氧化物催化剂具有一定的抗硫性能，能够在一定程度上抵抗硫中毒。
五、结论本文成功制备了铈载铜基氧化物催化剂，并通过表征手段对其结构进行了分析。
《铜基催化剂活化调控及二氧化碳加氢制甲醇反应性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高，寻找高效、环保的能源转化和存储方式已成为当前研究的热点。
其中，利用二氧化碳加氢制取甲醇（一种重要的有机化工原料）因其低碳、环保的特性，在国内外受到广泛关注。
在二氧化碳加氢制甲醇的过程中，催化剂的选择至关重要。
本文以铜基催化剂为研究对象，对其活化调控及其在二氧化碳加氢制甲醇反应中的性能进行研究。
二、铜基催化剂的活化调控2.1 催化剂制备铜基催化剂的制备主要涉及选材、制备工艺及表面改性等步骤。
在制备过程中，要严格控制催化剂的组成、结构以及比表面积等关键因素，这对催化剂的活性及稳定性具有重要影响。
2.2 活化方法铜基催化剂的活化主要通过还原剂还原、高温处理、气氛处理等方法实现。
其中，还原剂还原法常采用氢气作为还原剂；高温处理可有效去除催化剂中的杂质；气氛处理则是通过控制反应气氛，如氢气与氮气的比例等，达到激活催化剂的目的。
2.3 活化调控的影响因素活化调控的效率及效果受到催化剂的制备工艺、组成成分、反应温度和时间等多种因素的影响。
只有合理选择活化方法并控制好相关参数，才能获得理想的活化效果。
三、二氧化碳加氢制甲醇反应性能研究3.1 反应机理二氧化碳加氢制甲醇的反应机理涉及多个步骤，包括二氧化碳的吸附与活化、氢气的解离、以及甲醇的生成等。
这些步骤均需在催化剂的作用下进行。
3.2 铜基催化剂的应用铜基催化剂因其良好的催化性能和低廉的成本，在二氧化碳加氢制甲醇的反应中得到了广泛应用。
通过对铜基催化剂的活化调控，可以有效提高其催化活性及稳定性，从而提升甲醇的产量和质量。
3.3 反应性能评价对铜基催化剂的反应性能进行评价时，主要考虑其活性、选择性、稳定性及抗毒性能等因素。
其中，活性指催化剂对反应的催化能力；选择性指催化剂对某一产物的生成能力；稳定性则反映了催化剂在长时间运行过程中的性能保持情况；抗毒性能则指催化剂在有毒物质存在下的性能表现。
综述专论李广敏刘新波周丽摘要：乙二醇(EG)是一种重要的化工原料，广泛应用于聚酯纤维等重要化工产品的生产。
近年来煤基合成气制乙二醇技术受到各科研院所的高度重视，并相继开展相关研发工作。
然而，该工艺仍然存在一些技术难题，其中草酸酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性一直是一个瓶颈。
目前大多数研究者把精力主要集中在草酸酯加氢催化剂的设计和改性上，关于催化剂失活的公开文献非常少。
本文综述了影响Cu/SiO 2催化剂失活的因素。
关键词：乙二醇催化剂失活中图分类号：TQ 032.4 文献标志码：A文章编号：T1672-8114(2013)07-007-04（河南开祥化工有限公司,河南义马472300）1前言乙二醇（EG ）是一种非常重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯树脂和防冻液，还可用于不饱和聚酯树脂黏合剂、增塑剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、非离子表面活性剂以及炸药等，用途十分广泛。
其中聚酯树脂是我国乙二醇的主要消费领域，消费量约占总消费量的94.5%。
目前乙二醇制备技术路线主要有两种：一是石油路线，即采用环氧乙烷水合法，优点是技术成熟，应用面广，收率为90%，但缺点也十分明显，依赖石油资源，乙二醇产品成本与国际油价紧密挂钩，成本较高，且水耗大；另一种方法就是煤制乙二醇技术路线，以煤制成合成气，再以合成气中的一氧化碳（CO ）和氢气（H 2）为原料制取乙二醇，是当今世界普遍关注的一项技术。
国外技术未能实现工业化的原因，在于没能获得核心催化剂的关键制备技术和工业一氧化碳深度脱氢净化等系列关键工艺和技术，以及草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂失活的研究关键单元的技术集成。
我国成功实现了工业化的煤制乙二醇自主技术，具有成本低、能耗低、水耗低、排放低等特点，十分适合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源国情。
“煤制乙二醇”技术开辟了非油生产乙二醇新途径。
煤制乙二醇路线系通过CO 气相耦联合成草酸酯，草酸酯再加氢制取乙二醇。
实践表明，草酸酯转化率可达100%，乙二醇选择性高于95%。
司也随后研制了同类催化剂，其代表产品为CuO/ZnO/Al 2O 3。
在催化合成过程中操作压力为5～10MPa ；温度为200～300℃。
比最初甲醇合成工艺所需的压力和温度要低很多，属于低温低压操作条件的范畴。
这类催化剂的特点是：耐热性能较差、活性较高、选择性也高；但对杂质较为敏感；而这种低压法生产设备的体积大，从而占地面积大、投资也较大。
1.2.3 贵金属负载类催化剂贵金属负载类催化剂是由MgO 、SiO 2、ZrO 2等氧化物作为载体，将某些贵金属负载，通常贵金属选择Pd 、Pt 、Au 等。
其代表产品为PtCr/Si SiO 2、PtW/SiO 2等，这类催化剂的优点主要在于对甲醇的选择性很高，有的催化剂即使在合成过程中其他杂质较多情况下仍然可以保持高选择性以及高转化率。
2 反应条件对甲醇合成催化剂的影响在反应过程中催化剂催化效果的好坏不仅和自身的性质、结构有关，而且反应条件也对催化剂有很大的影响作用。
适宜的反应条件会让催化剂的活性达到最佳状态。
所以在甲醇合成过程中，研究不同反应条件对于催化剂活性的影响很有必要。
2.1 压力对催化剂的影响甲醇合成反应为：CO+2H 2=CH 3OH,该反应的正方向是分子数减少，根据化学平衡相关知识可以知道，当压力增大时反应会向生成反应物方向移动，即有利于甲醇产品的合成。
，所以，当压力增大时，甲醇转化率会随着压力的增加而升高。
除此以外，催化剂上反应物的吸附以及生成物的脱附也和压力有关。
实验研究表明，当压力增加10%，甲醇的转化率亦增加10%。
但并非压力一直增加转化率会一直随之增加，和其他对压力有要求的反应一样，压力增加虽然会提高产物转化率，但有一个限值。
对于甲醇生产来讲，当压力超过8MPa ，甲醇转化率反而呈开始下降趋势。
2.2 温度对催化剂的影响温度作为化学反应过程中至关重要的反应条件之一，对于化学反应速率、反应方向都有着很重要的影响作用。
对于使用催化剂的化学反应中，温度更是不能忽视的因素之一。
简述各类催化剂失活的含义、特征、类型、主要失活机理和影响因素天津大学化工学院09化工一班王一斌3009207018摘要本文主要讲述工程上的催化剂失活的主要原因，在文中用一些例子讲述了这些原因和方法，这些方法中涉及了国内外传统的和某些先进的方法。
在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒）。
根据定义我们知道催化剂能改变化学反应进行的速度，因此在工业生产中具有重要的作用，但是我们也都知道在工业生产中催化剂并不能一直保持稳定不变的活性，因此研究催化剂的失活与再生便有着重要的意义。
催化剂失活是指在恒定反应条件下进行的催化反应的转化率随时间增长而下降的的现象叫催化剂失活。
催化剂失活的过程大致可分为三个类型：催化剂积碳等堵塞失活，催化剂中毒失活，催化剂的热失活和烧结失活。
下面就三种失活方式做简要解释：积碳失活：催化剂在使用过程中，因表面逐渐形成碳的沉积物从而使催化剂的活性下降的过程称积碳失活。
中毒失活：催化剂的活性和选择性由于某些有害物质的影响而下降的过程称为催化剂中毒。
热失活和烧结失活：催化剂由于高温造成烧结或者活性组分被载体包埋，活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而损失造成的活性降低的现象。
正文一、积炭失活催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。
以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。
由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积，造成孔径减小(或孔口缩小)，使反应物分子不能扩散进入孔中，这种现象称为堵塞。
所以常把堵塞归并为结焦中，总的活性衰退称为结焦失活，它是催化剂失活中最普遍和常见的失活形式。
通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去，所以结焦失活是个可逆过程。
与催化剂中毒相比，引起催化剂结焦和堵塞的物质要比催化剂毒物多得多。
在实际的结焦研究中，人们发现催化剂结焦存在一个很快的初期失活，然后是在活性方面的一个准平稳态，有报道称结焦沉积主要发生在最初阶段(在0.15s 内)，也有人发现大约有50%形成的碳在前20s 内沉积。
铜基催化剂的制备方法及其载体与助剂-有机化学论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——木材干馏、粮食发酵等是早期获取醇类的主要途径，产量较小，仅被用作医疗、饮食、香料、染料等日用品的生产原料或溶剂。
1923年，德国BASF公司最早开发了以CO和H2为原料，在10~30MPa压力和ZnO-CrO3催化体系作用下生产甲醇的工艺技术[1].目前，合成气制甲醇是仅次于合成氨技术的第二大规模催化反应工艺。
1966年，英国ICI公司成功开发CuO-ZnO系催化剂的低压合成法；1970年，德国Lurgi公司成功开发GL-104型CuO-ZnO 系催化剂的低压合成法；1972年，英国ICI公司成功开发ICI51-2型CuO-ZnO系催化剂的中压合成法。
随后各国还开发了MGC法、BASF法、Topsoe法，以及波兰、前苏联等国的低压法。
甲醇的大规模合成，推动了甲醇下游产业的快速发展。
在过去的几十年中，甲醇制汽油（MTG, 美国ExxonMobil公司）、甲醇制低碳混和烯烃（MTO,中国科学院大连化学物理研究所）、甲醇制丙烯（MTP,德国Lurgi公司）工艺相继开发成功，一定程度上缓解了石油资源紧张的形势，尤其是在中国这样缺油、少气、多煤的国家，其重要性尤为突出。
除甲醇外，乙醇、乙二醇等低碳醇在现代化工过程中也得到了广泛应用，尤其是消耗量较大的燃料生产和聚酯纤维加工行业，对醇类的需求量与日俱增。
低碳醇类作为燃料具有减少温室气体排放、减少有毒物质排放、提高能源效率和降低燃料成本的独特优势[2].以CO、羧酸、脂类等为原料，在催化剂作用下加氢生产低碳醇，引起了广泛关注和研究。
羰基加氢反应要求催化剂具有较高的催化活化C=O键和氢键的能力。
可以活化氢键的金属包括钴（Co）、镍（Ni）、铷（Rb）、铑（Rh）、钯（Rb）、锇（Os）、铱（Ir）、铂（Pt）、钪（Sc）、钛（Ti）、锆（Zr）、铜（Cu）等[3].Cu基催化剂还具有很弱的C-O断键能力和形成C-C的能力，对生成石蜡的活性较低，因此表现出了较高的醇类产物选择性[4-6].金属催化剂中，金属的晶体结构和电子结构会影响表面反应类型和吸附性能，从而影响催化剂活性和产物选择性。
近年来,我国的甲醇工业得到了迅速发展,大多数甲醇厂使用的是铜基甲醇催化剂,性高,选择性好,许多性能各异的催化剂不断地应用到工业生产中,取得显著的经济效益。
但铜基催化剂对毒物极为敏感,容易中毒失活,使用寿命往往达不到设计要求。
在目前的工艺中,导致甲醇催化剂中毒失活的毒物主要有: (1) 硫及硫的化合物; (2) 氯及氯的化合物; (3) 羰基金属化合物; (4) 微量氨。
多年以来,各科研单位和甲醇生产企业都致力于甲醇合成气中微量硫、氯等有害物质的脱除净化工作,可将合成气中的硫和氯的质量分数降低到0101 ×10 - 6以下,对合成甲醇催化剂的保护起到了积极的作用。
但对羰基金属化合物(主要是羰基铁、羰基镍) 的脱除还没有引起足够的重视,国内外也鲜有关于羰基铁、羰基镍对甲醇催化剂影响的研究报告。
实际生产中,这些毒物的存在严重影响了生产的正常进行,使工厂应用的催化剂达不到设计要求,给企业造成巨大的经济损失。
1 羰基金属化合物形成机理羰基金属化合物是过渡金属与CO 配位体所形成的一类特殊配位化合物,亦称羰基配合物。
除铁系元素的单核羰基配合物及四羰基合镍在常温下为液体外,其他已知的金属羰基配合物验室内,在较温和的压力和温度下将CO 和铁粉或镍粉加热,即可得到挥发性的五羰基铁或四羰基镍。
在甲醇工业中, 羰基金属主要以Fe ( CO) 5 和Ni (CO) 4形式存在,但其生成机理尚未见系统的研究报道,最新研究认为,在以煤、渣油和焦炉气等为原料生产甲醇过程中,Fe (CO) 5 和Ni (CO) 4 的来源主要有以下两种途径1) 原料气中的CO 对设备与管道的腐蚀而成,金属中铁和镍能在较温和的条件下与CO 气体反应形成羰基化合物:Fe + 5CO(g) Fe (CO) 5 (g)Ni +4CO(g) Ni (CO) 4 (g)(2 ) 造气过程中, CO 与铁、镍结合生成Fe (CO) 5 、Ni (CO) 4 ,生成量与Fe 和Ni 的含量以及CO 的分压有关。
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。
2022~ 2023学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（一）化 学2023年3月注意事项：1．本试卷分为选择题和非选择题两部分，共100分，考试时间75分钟。
2．将选择题的答案填涂在答题卡的对应位置上，非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量：H -1 C -12 N -14 O -16 S -32 Cl -35.5 Fe -56 Co -59Cu -64 Ag -108一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。
每题只有一个选项最符合题意。
1．我国科学家成功以二氧化碳和水为原料合成葡萄糖和脂肪酸，为合成“粮食”提供了新路径。
下列有关说法不正确．．．的是 A ．CO 2 属于酸性氧化物 B ．链状葡萄糖分子中含有三种官能团C ．合成中发生了氧化还原反应D ．该新路径有利于促进“碳2．人们在金星大气中探测到PH 3，据此推断金星大气层或存在生命。
反应P 4＋3KOH ＋3H 2O3KH 2PO 2＋PH 3↑可制备PH 3。
下列说法正确的是 A ．P 4为极性分子 B ．K ＋的结构示意图为 C ．PH 3的电子式为 D ．KH 2PO 2中含有离子键和共价键3．中和胃酸药物“达喜”的有效成分为Mg 6Al 2(OH)16CO ·4H 2O 。
下列说法正确的是A ．电离能大小：I 1(Al )＜I 1(Mg )B ．电负性大小：χ(O)＜χ(C)C ．半径大小：r (O 2－)＜r (Mg 2+)D ．碱性强弱：Mg (OH)2＜H ︰P ︰H∙ ∙H+19 2 8 8 1Al(OH)34．实验室用如右下图所示装置探究SO 2与NaNO 3溶液的反应(实验前先通入CO 2排除装置中的空气)。
下列说法不正确．．．的是 A ．用装置甲产生SO 2B ．装置乙中无明显现象，则SO 2与NaNO 3 未发生反应C ．装置丙中注入O 2，产生红棕色气体，说明装置乙中SO 2发生了氧化反应D ．装置丁吸收尾气并防止空气进入装置丙阅读下列材料，完成5 ~ 7题：硫及其化合物有着广泛的作用。
铜基电催化方法综述-回复什么是铜基电催化？为什么铜被广泛应用于电催化反应中？铜基电催化是指利用铜作为电子转移媒介，在电化学反应中加速化学反应进程的一种方法。
近年来，铜基电催化已成为有机合成和能源转化领域中备受关注的研究方向。
铜作为一种常见而且廉价的金属，具有较高的电导率和电子转移速率，因此被广泛应用于电催化反应中。
对于铜基电催化方法的综述，可以从以下几个方面进行探讨：1. 铜基电催化的基本原理和机制：铜基电催化的基本原理是利用电子传递过程中铜的氧化还原性质，促使反应底物的氧化还原过程。
电子传递过程可通过阴极和阳极上的电荷传动实现，从而加速化学反应的进行。
铜基电催化涉及多种电催化反应机制，如电化学还原、电化学氧化、电子转移和催化循环等。
2. 铜基电催化在有机合成中的应用：铜基电催化在有机合成中具有独特的优势，例如它可以在温和的条件下实现选择性催化，催化剂寿命较长，反应底物范围广等。
近年来，铜基电催化已被应用于多种有机反应中，例如偶联反应、羰基化反应、烯炔化反应等。
其中，偶联反应是铜基电催化的典型应用之一，如Suzuki反应、Sonogashira反应、Goldberg反应等。
3. 铜基电催化在能源转化中的应用：铜基电催化也在能源转化领域中展示出巨大的潜力。
例如，在电解水制氢过程中，使用铜作为电极催化剂可以提高氢气产率和电化学性能。
此外，铜基电催化还可以应用于二氧化碳还原、氧气还原以及锂离子电池等能源转化过程中。
4. 铜基电催化的挑战与展望：尽管铜基电催化在有机合成和能源转化领域中显示出了巨大的潜力，但仍然面临一些挑战。
其中之一是提高反应的选择性和效率。
此外，铜基电催化的机理和反应条件还需要进一步研究和探索。
未来的发展方向可能包括设计和合成新型的铜基催化剂，探索新的反应机制，以及改进电催化反应的条件等。
综上所述，铜基电催化作为一种有效的电催化方法，已得到广泛应用于有机合成和能源转化领域。
随着对铜基电催化的研究深入进行，相信将会有更多的新催化剂和反应机制被发现和应用，进一步推动电催化领域的发展。
铜基催化二氧化碳原理
铜基催化二氧化碳原理
随着全球气候变化和能源危机的日益严重，寻找可持续的能源和化学品生产方法成为了当今科学界的热点问题。
二氧化碳是一种常见的温室气体，其排放量的增加对全球气候变化产生了重要影响。
因此，将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料已成为一种重要的研究方向。
铜基催化剂是一种有效的催化剂，可以将二氧化碳转化为有机化合物，如甲酸、甲醇和乙烯等。
铜基催化剂的原理是将二氧化碳还原为有机化合物。
在催化剂的作用下，二氧化碳分子被激活，形成一个碳中心和一个氧中心。
然后，催化剂将氢原子添加到碳中心上，形成一个碳氢键。
最后，催化剂将氧中心上的氢原子移除，形成一个有机化合物。
铜基催化剂的活性位点是铜离子和铜表面上的缺陷位点。
铜离子可以与二氧化碳分子形成化学键，从而激活二氧化碳分子。
铜表面上的缺陷位点可以提供活性位点，促进反应的进行。
此外，催化剂的结构和组成也对反应的效率和选择性有重要影响。
铜基催化剂的优点是可以利用二氧化碳这种廉价、丰富的资源，将其
转化为有用的化学品和燃料。
此外，铜基催化剂具有高效、选择性好、反应条件温和等优点。
因此，铜基催化剂在二氧化碳转化领域具有广
泛的应用前景。
总之，铜基催化剂是一种有效的将二氧化碳转化为有机化合物的方法。
其原理是将二氧化碳还原为有机化合物，活性位点是铜离子和铜表面
上的缺陷位点。
铜基催化剂具有高效、选择性好、反应条件温和等优点，具有广泛的应用前景。
合成甲醇銅基催化劑的失活研究摘要：論述了合成甲醇銅基催化劑的中毒失活及熱失活的原因，並結合活性機理討論了硫化物、金屬羰基化合物等毒物對催化劑的毒害機理。
關鍵詞：合成甲醇銅基催化劑失活機理A Review on the Deactivation of Methanol Synthesis Copper－based CatalystsSui Guorong Fang Deren Wang Shengguo Li HaiyangAbstract: The poisoning deactivation and thermal deactivation of methanol synthesis copper－based catalysts were reviewed.Based on activity mechanisms,the poisoning mechanisms of sulfides and iron,nickel carbonyls were discussed.Keywords: Methanol synthesis; Copper－based catalysts; Deactivation mechanism.1 前言在世界範圍內，工業合成甲醇廣泛采用低壓氣相法，所用催化劑為Cu－Zn－Al繫。
低壓氣相法具有活性高、選擇性好、能耗低等優點，但銅基催化劑對毒物極為敏感，易中毒失活，而且熱穩定性較差，雖然設計壽命為2～3年，實際一年左右就須更換。
催化劑失活的問題引起人們的廣泛關注，國內外研究人員對此做了許多研究工作，得出了一些有意義的結果。
本文將對這些工作做一總結，以期對今後在這方面的研究提供借鋻。
2 合成甲醇銅基催化劑的失活原因影響催化劑壽命的因素很多，如中毒、再結晶、孔隙為污物堵塞、強度下降等。
通過對目前工業上所使用的甲醇催化劑的分析，可看出甲醇催化劑的失活原因主要是中毒和再結晶，哪個是主要原因尚有爭議。
2.1 中毒失活對合成甲醇的銅基催化劑來說，毒物主要來自原料氣中的H2S、COS、HCl、Fe(CO)5、Ni(CO)4等，還有在催化劑制備過程中混入的，如Na、Fe、Ni等。
下面對幾種毒物的毒害作用分別進行討論。
2.1.1 硫化物中毒原料氣中含有的硫化氫和有機硫(COS，CS2)很容易與銅化合，生成不可再生的永久性毒物，使催化劑迅速失活。
反應如下[1]：Cu＋H2S=CuS＋H22Cu＋H2S=Cu2S＋H2有機硫在銅繫催化劑作用下，首先轉化為H2S，再被活性組分所吸收。
CS2＋4H2=CH4＋2H2SCOS＋4H2=CH4＋H2O＋H2SHerman等[2]認為H2S與溶於ZnO晶格中的Cu＋發生了如下反應。
Cu＋＋O2－＋H2S––→Cu＋SH－＋OH－從而破壞了Cu＋/ZnO活性位，使活性衰退。
Wood 等[3]應用無梯度反應器定量考察了3種銅基催化劑的抗硫性能，認為吩對低壓法催化劑的毒害速率與H2S相當，而COS相對於H2S來說，其毒害作用可忽略不計。
但Robert等[4]對液相法合成甲醇銅基催化劑的失活研究表明，COS是一種非常劇烈的毒物。
催化劑在干淨原料氣中運行250小時後原料氣配入5×10－6 (m/m,下同)COS,結果催化劑失活速率加快了9倍。
應為勇[5]、曹發海[6]等采用外循環無梯度反應器，分別研究了在H2S、COS毒害作用下細粒 C207 合成甲醇銅基催化劑的失活動力學，得出在沒有擴散阻力的情況下，C207催化劑的 H2S、COS 中毒均為一級失活，並給出了失活本征動力學方程。
結果表明，H2S、COS 的分壓增加、溫度升高都使催化劑中毒速率加快，且COS 的毒害作用要大於H2S。
而對於原粒度催化劑，內擴散的影響不容忽視，俄歇電子能譜(AES)測定表明，銅基催化劑硫中毒為表面中毒，因此應為勇[7]等又研究了工業顆粒C207 催化劑上的硫中毒深度以及中毒催化劑效率因子的計算模型。
計算結果表明，在H2S存在下，使用時間增加、H2S 含量增加以及反應溫度升高都會使中毒深度增加，效率因子下降。
根據測定，合成氣中含硫1×10－6時，聯醇催化劑C207的使用期限僅3至4個月,而當合成氣中含硫10×10－6時,催化劑的壽命僅一個月左右[8]。
根據文獻報道和生產經驗，要保持銅催化劑活性的穩定性，進入甲醇合成塔的氣體中總硫量應小於0.1×10－6[9]。
2.1.2 鐵、鎳中毒催化劑上沉積的鐵、鎳主要有兩種來源。
一是催化劑制備過程中由原料和裝置中帶入的氧化鐵和氧化鎳;二是反應氣中的CO對設備與管道的腐蝕而形成的羰基鐵、羰基鎳。
在金屬中，唯有鐵、鎳能在較溫和的條件下直接與CO氣體反應，形成羰基化合物[10]。
反應式如下：它們在低於反應器溫度下生成，又在反應器溫度下分解而沉積在催化劑表面上，而這一分解反應很可能是由合成甲醇催化劑自身所催化的[4]。
為此要求合成氣中的鐵、鎳<0.01×10－6[9]。
硫的存在能促進Ni(CO)4反應的進行。
鐵、鎳是費－托反應的活性組分，會促進甲烷及石蠟烴等副產物的生成，給下遊的分離工序增加困難。
Robert 等[4]考察了羰基鐵、羰基鎳對活性的影響，證明活性的衰退正比於催化劑上的毒物沉積量。
原料氣中含有 1×10－6 Fe(CO)5、1×10－6 Ni(CO)4會使失活速率分別增加50％和3倍，如圖1所示。
實驗結束後計算出的金屬覆蓋率都隻有大約0.1％，催化劑活性衰退的比率遠遠大於鐵、鎳覆蓋的催化劑BET 面積的比率。
作者計算出催化劑表面上單位毒物量所毒害的催化劑表面積 Fe、 Ni、 S，分別為54×103m2g－1 Fe、98×103m2g 燒結而導致的銅表面喪失而引起的。
周廣林等[17]對齊魯石化公司第二化肥廠合成甲醇的MK101催化劑在使用8個月後卸出進行分析，發現催化劑總的比表面和銅的比表面都下降了。
由於還原及合成時的操作條件控制不當，床層溫度大幅度波動，使催化劑局部高溫，頻繁的開停車使催化劑反復氧化還原，都加速了活性晶粒的成長，喪失了活性表面及總表面。
有些毒物，如氯，也能促進銅晶粒長大。
而Robert 等[18]研究了液相法漿態床反應器中合成甲醇催化劑的失活，在沒有毒物的情況下，活性隨反應時間而緩慢下降，發現與催化劑BET面積的下降成正比，而銅晶粒和氧化鋅晶粒都沒有太大的變化，表明總表面的燒結或許是導致催化劑失活的最主要原因。
他們考察了溫度對失活的影響。
圖2為3種反應溫度下速率常數K 的對數隨反應時間的變化。
圖2中每條曲線的斜率 (T)代表各溫度下的失活速率。
假設 (T)=Ade－Ed/RT，通過 (T)對1/T作圖可推算出失活活化能大約為20kcal/mol,表明催化劑失活速率隨溫度增加而急劇增大。
另外，如果原料氣中CO2含量過低(<2％)，也會加快催化劑的失活。
周玉芬等[19]認為CO2是一種弱氧化劑，它能調節催化劑的氧化還原性，不致於使催化劑中起活性作用的一價銅過度還原為金屬銅。
3 討論催化劑的失活與催化劑活性位的喪失有本質的聯繫。
低壓合成甲醇銅基催化劑的活性組分主要是銅，氧化鋅起協同作用。
但銅在合成工藝條件下的活性態及活性位尚有爭論。
Herman[2]認為活性相是溶於ZnO 中的Cu＋，Cu＋主要活化CO，ZnO主要活化H2。
這一觀點能夠解釋一些失活原因。
第二種觀點是認為金屬銅是活性位。
李玉敏等[20]用XRD技術研究催化劑還原時的物相，發現CuO的還原經歷了 Cu2＋–→Cu＋–→Cu0過程;220℃還原的催化劑中Cu ＋已經很少;250℃還原的催化劑中的銅全部是零價銅。
一些研究[16，21]發現，甲醇的生成速率與活性銅的表面積成線性關繫。
真正搞清低壓合成甲醇銅基催化劑的活性位及反應機理還需要做更深入、細致的工作。
在活性位理論基礎上，可以解釋硫化物和金屬羰基化合物的中毒機理。
硫化物含量低時，對催化劑的毒害作用屬於電子效應，它與ZnO中的Cu＋結合，削弱了Cu＋吸附反應物分子的能力，當硫沉積量較高時，硫會進入晶格中，形成CuS、Cu2S、ZnS，使晶格膨脹，破壞了表面結構，使活性衰退。
羰基鐵(鎳)比硫化物毒性更大，是因為合成甲醇的活性位同時對羰基鐵(鎳)的分解具有催化作用，羰基鐵(鎳)的分解勢必與甲醇的合成競爭進行，分解成的單質鐵、鎳又覆蓋了活性中心，並且鐵、鎳是費－托反應的活性位，提供了不希望的催化活性。
延長催化劑使用壽命一方面通過改進原料氣淨化繫統來解決，一方面需要改進催化劑制備工藝或添加助劑以優化催化劑性能。
已有文獻報道，將活性銅組分負載於特殊設計的鋅鋁尖晶石上，可使反應氣體易進入活性銅表面，又可避免毒物污染。
催化劑中添加鉻可改善熱穩定性和強度，釩可能與降低合成壓力有關，添加稀土金屬的四元組分催化劑，可提高催化劑的活性，還可提高催化劑的耐硫性能能。
鈀可減少副反應，特別是減少二甲醚的生成。
助催化劑錳有助於分散和穩定活性組分使之不易燒結，還可促進Cu＋的生成，抑制CuO產生[22]。
4 小結綜上所述，對於合成甲醇銅基催化劑的失活機理可以得出以下幾點結論：(1)硫化物中毒屬電子效應，它們與活性銅結合，反應如下：Cu＋＋O2－＋H2S––→Cu＋SH－＋OH－從而破壞了Cu＋/ZnO活性位，使活性衰退。
(2)羰基鐵、羰基鎳在催化劑上分解成單質的鐵、鎳，堵塞了催化劑表面和孔隙，使活性下降；並且促進費－托反應的發生，降低了合成甲醇的選擇性。
(3)氯可與活性銅表面生成低沸點化合物，破壞催化劑表面結構，加速銅晶粒的長大。
(4)鈉影響催化劑的耐熱活性，在催化劑使用過程中向表面遷移，溫度越高，遷移速度越快，從而占據表面，減少表面中心數。
(5)銅的塔曼溫度較低，容易受熱燒結，致使催化劑的BET面積和活性表面積下降，活性降低。
