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二氧化碳加氢合成二甲醚研究进展摘要：二甲醚是近年来开发的重要的有机化工产品，在现代化工生产中应用非常广泛。
加上工业的飞速发展、人口的大幅度的增加以及城市化进程的不断加快，二氧化碳的排放量也日益增多，而人们的开采与破坏，导致植被的大幅度减少，对二氧化碳的消耗也在减少。
现在在石化工业中，大量高含量二氧化碳气体的排放不仅使生存环境恶化，还造成碳资源的极大浪费，为减轻环境污染，并充分利用这一丰富且廉价的碳资源，国内外进行了大量研究本文综述了二甲醚的概况、发展及其二氧化碳加氢合成二甲醚的反应机理，并阐述了催化剂的研究进展。
关键词：二甲醚；二氧化碳加氢合成；反应机理由于现代工业的飞速发展和人口的大幅度的增加，二氧化碳的排放也日益增多，特别在石化工业中，大量高含量二氧化碳气体的排放不仅使生存环境恶化，还造成碳资源的极大浪费。
为减轻环境污染，并充分利用这一丰富且廉价的碳资源，国内外进行了大量研究,目前对二氧化碳加氢合成二甲醚就是研究方向之一。
本文就二甲醚发展状况、二氧化碳加氢合成二甲醚的反应机理和催化剂的研究进行简单分析。
1 二甲醚的定义和发展状况1.1 二甲醚的概况二甲醚又称甲醚，简称是DME。
它在常温常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。
它也是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，却具有神经毒性，能溶解各种化学物质，由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。
他的相对密度（20℃）0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。
在常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚特有性质就奠定了其市场上的基础产业地位，它可广泛应用于工业、农业、医疗、日常生活等领域。
二甲醚的未来还可以用于替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔，是21世纪国际、国内优先发展的产业。
收稿日期:2001-03-26作者简介:杨 燕(1976)),女,四川大学化工学院在读硕士研究生。
环境保护与催化二氧化碳催化加氢合成二甲醚的研究杨 燕,夏代宽,唐文龙(四川大学化工学院,四川成都610065)摘 要:以自然界广泛存在的二氧化碳为原料,催化加氢制甲醇和二甲醚具有重要的经济价值。
采用CNJ202工业合成甲醇催化剂和H ZSM -5沸石分子筛为原料制得二氧化碳加氢一步法合成甲醇及二甲醚双功能催化剂。
测试结果表明,在实验条件下,该催化剂合适的配比是H ZSM -5/CNJ202=0.5(w t),焙烧温度550e 。
还原条件是在以N 2为载气,2%H 2气氛中,于250e 、常压下还原6小时,催化剂粒度和一定变化的操作空速对二甲醚选择性无明显影响,提高反应温度有利于增大二甲醚的选择性。
关键词:二氧化碳;催化剂;氢;二甲醚中图分类号:TQ426;TQ22312+4 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2002)03-0042-05Study on catalytic hydrogenation of carbon dioxide to dimethyl etherYANG Yan,XIA Dai -kuan ,TAN G Wen -long(Institute of Chemical Engineering,Sichuan University,Sichuan Chengdu 610065,China)Abstract:A bifunctional catalyst for one -step synthesis of methanol and dimethy l ether via carbon diox ide hydrogenation w as prepared from CNJ202methanol synthesis catalyst and HZSM -5.Exper-i mental results show ed that the appropriate HZSM-5/CNJ202ratio is 0.5(w t/w t);optimum calcina -tion temperatureis 550e ;recommended reduction condition for the catalyst is at atmospheric pressure,250e ,in N 2stream containing 2%H 2for 6h.Particle size of the bifunctional catalyst and GHSV has no evident effect on its selectivity to dimethyl ether ,but higher temperature favours selectivity to dimethyl ether.It w as show n that further improvement on the bifunctional catalyst may g reatly en -hance CO 2conversion to meet the requirement of commercial production.Key words:carbon diox ide;catalytic hydrog enation;bifunctional catalyst;methanol;dimethyl ether;activ ityC LC nu mber:TQ426;TQ223.2+4D ocum ent code:A Article ID:1008-1143(2002)03-0042-05 随着工业化的进程,大气中二氧化碳的浓度不断上升,导致了严重的温室效应。
co2加氢合成二甲醚催化剂的研究
CO2加氢合成二甲醚催化剂的研究
在目前环境污染严重的情况下，研究如何将二氧化碳转化为有价值的
物质受到越来越多的关注。
CO2加氢合成二甲醚正是其中之一。
而这一过程的催化剂也是极其重要的。
首先，需要明确的是，CO2加氢合成二甲醚的催化剂是一种复杂的物质，它不仅需要具备一定的酸性或基性，更在结构上要有特定的大小，才
能更加有效。
通过实验对比，我们发现了一些阳离子为羟基硅氧烷的
催化剂，其结构合理，催化效果比较显著。
不仅如此，将其伴随着铁
离子，也能极大地提升其活性，催化效率大大提高。
其次，CO2加氢合成二甲醚的催化剂还应具有一定的热稳定性，因为这种合成的反应需要在高温的条件下才能够发生。
对催化剂的耐热性能
进行测试，从而找出能够经受更高温环境的材料，就显得尤为重要。
最后，也是最重要的一点，就是将CO2加氢合成二甲醚的反应提供实
际的催化剂中进行研究。
以多种测试和研究来明确催化反应所需要的
条件，并更好地提高反应的可靠性，也是需要做出来的。
总之，CO2加氢合成二甲醚催化剂的研究是一个非常重要而又艰苦的过程，需要花费大量的时间和精力，才能够有更加可靠的成果和结果。
而正是投入了大量的研究，才能够有更多的可能性，让CO2变成一种
有价值的产物，从而减少环境污染。
二氧化碳加氢合成二甲醚的研究进展摘要：综述了二氧化碳直接加氢合成二甲醚的研究进展及二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂的研究现状。
关键词：二甲醚；二氧化碳；加氢一：前言现代工业的发展使CO2排放量急骤增加，由此引发的环境问题也日益得到人们的重视，因此研究CO2的利用具有重要意义。
利用CO2加氢合成二甲醚是一项很有意义的工作。
二甲醚是重要的有机中间体[1],在有机合成、制药、轻工等行业有着广泛用途。
同时二甲醚也可以作为代替汽油的清洁燃料[2]。
所以说CO2催化加氢转化为二甲醚的研究具有重大的工业价值并兼有化工、能源、环保等多重意义。
1热力学分析一般认为，二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括3 个相互关联的反应过程，即：甲醇合成、甲醇脱水和水气逆转换反应。
其反应方程式如下CO2+3H2＝CH3OH+H2O △H 0298K=-53.661kJ/mol (1)2CH3OH＝CH3OCH3+H2O △H 0298K =-23.4kJ/mol (2)CO2+H2＝CO+ H2O △H 0298K =41.17kJ/mol (3)反应(1)和反应(2)的总反应式为：2CO2+6H2＝CH3OCH3+3H2O (4)从以上几个反应的热力学数据可以看出，反应(4)比反应(1) 容易进行，因为反应(1)生成的甲醇可以经过易进行的反应(2)被立即消耗，打破合成甲醇的热力学平衡，提高CO2转化率。
其次，从温度、压力对热力学平衡的影响来看，主反应(1)和(2)均为放热反应，而副反应(3)为吸热反应，因此升高温度不利于二甲醚的生成，从而导致二甲醚的选择性随温度升高而不断下降。
另外，由于CO2加氢合成二甲醚的总反应是体积减少的反应，升高反应压力有利于平衡向二甲醚生成的方向移动。
反应压力升高时，CO2的转化率、DME 的选择性和收率都会有不同程度的提高。
及时脱除反应生成的水，使平衡向有利于二甲醚的方向转移。
如反应在240℃和3MPa下达到平衡后，复合催化剂可以得到更高的收率和选择性，甲醇和DME 总收率可达到24.3%[3]。
技术与信息90 |2019年4月1.2 二氧化碳催化加氢合成甲烷甲烷(CH 4)是最简单的有机化合物，尽管甲烷也具有温室效应，但它确是重要的基础化工原料[6]。
作为化工原料，从甲烷出发利用二氧化碳甲烷化技术可使二氧化碳得到有效循环利用。
赵志伟[7]通过氢气和氨气还原的方法制备了Co 4N/Al 2O 3和Co/Al 2O 3催化剂，并将此催化剂应用于研究二氧化碳的甲烷催化加氢反应过程。
1.3 CO 2催化加氢合成甲醇CO 2催化加氢制备甲醇能够实现CO 2的资源化利用、缓解温室效应等问题。
但由于缺乏高效的催化剂，这一技术目前尚未实现商业化应用。
CO 2催化加氢制甲醇工艺技术主要有传统的直接加氢法、光催化还原法、电催化还原法及生物催化还原法[8]等。
安欣等[9]采用特殊的共沉淀法制备了一种在CO 2加氢和CO 加氢合成甲醇的过程中都具有很高活性的Cu/ZnO/Al 2O 3纳米纤维催化剂。
这种催化剂的合成方法简单，而且提高了CO 2和CO 转化率、甲醇选择性和甲醇时空产率。
肖硕[10]等在研究中发现，采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al 2O 3催化剂的甲醇收率最高，O 2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。
1.4 CO 2催化加氢合成二甲醚王康军等[11]采用共沉淀法和机械混合法合成Cu-ZnO-Al 2O 3-ZrO 2/HZSM-5双功能催化剂，考察了该催化剂在CO 2催化加氢合成二甲醚过程中的性能。
陈浩斌[12]首先用盐酸改性蒙脱土，再通过负载共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al 2O 3催化剂，得到CuO-ZnO-Al 2O 3/改性蒙脱土催化剂。
研究发现，CuO-ZnO-Al 2O 3/改性蒙脱土催化剂的活性稳定，在合适条件下，CO 2的转化率、二甲醚总收率明显提高。
2 铁基催化剂催化CO 2加氢合成烃类化合物将CO 2催化转化为高附加值的烃类化合物，能达到降低CO 2排放量控制温室效应的目的，得到的烃类产物又可以缓解能源危机问题，这将对生态环境和社会发展作出巨大贡献。
第1章绪论1.1 课题背景目前，使地球变暖的主要原因之一即排放于大气中的各种工业废气中的二氧化碳气体。
预计大气中的二氧化碳含量每年以1.3×106 的浓度增长。
近年来，由于未能有效治理导致温室效应的废气排放量增加，全球气候加速恶化，世界许多地区出现严重的暴风雨，水灾和旱灾。
据初步统计，世界围的天灾已在2001年对世界造成至少890亿美元的经济损失。
华盛顿世界观察研究所的一项报告指出，1998年全世界天灾损失初步估计总额已比1996年创下的600亿美元损失增加48％，也远远超过整个80年代的总损失550亿美元]1[。
面临如此严峻的形式，联合国环境保护机构、世界气象组织与各国科学家都发出呼吁，要求立即行动，防止CO2含量的进一步增加。
随着人们对资源短缺，地球温暖化问题的重视，各种矿物燃料如：煤、石油、天然气等燃烧利用后作为废气排放的二氧化碳，其回收、固定、利用与再生资源化问题引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注，有关二氧化碳的应用与研究也不断深入。
尤其是最近几年，世界经济迅速发展，为二氧化碳提供的应用途径越来越多，再加上世界各国的相互竞争和市场竞争开发，二氧化碳市场规模不断扩大，国外市场前景看好。
近年来，随着人们对二氧化碳的性质的深入了解，以与化工原料的改革，二氧化碳作为一种潜在的碳资源，越来越受人们的重视。
应用领域也得到了广泛开发。
美国、日本等国已重视和开发工业排放废气中二氧化碳的回收、利用，并做了大量的推广。
我国二氧化碳排放量占世界10％，排在第三位。
但对二氧化碳的回收利用的研究工作起步较晚，未能很好利用。
因此，本课题的研究工作具有广阔的前景。
二氧化碳是含碳化合物的最终产物，是自然界最丰富的潜在碳源，也是环境污染物之一，因此研究二氧化碳的综合利用，消除二氧化碳对环境的污染具有十分重要而深远的意义。
二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的途径之一，已受到国外化学工作者的关注，并取得了一系列的研究成果。
