CO2加氢一步合成二甲醚催化剂研究进展.pdf

石油化工
年第卷第期
加氢一步合成二甲醚催化剂的研究进展
赵博,刘恩周,樊君,张增庆
西北大学化工学院,陕西西安
摘要针:加氢一步合成二甲醚催化剂的活性载体、助剂、沉淀剂及沉淀次序、焙烧温度和制备方法等对中间产物甲醇
合成的影响进行了综述,介绍了甲醇脱水催化剂组分的研究现状,并对催化剂的失活原因进行了分析,同时阐述了甲醇合成
与甲醇脱水复合结构催化剂的研究趋势,最后提出了高效催化剂的研究开发思路。
关键词二氧化碳加氢;甲醇;二甲醚;铜基催化剂;脱水催化剂
文章编号———中图分类号. 文献标识码
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随着经济的飞速发展,化石燃料在燃烧过程化学的热门课题。目前研究的焦点集中于合成
中排出的大量温室气体给生态环境和人类生存高性能催化剂的开发。
条件带来了严重的威胁。如何防止大气中,浓本文对近年来:加氢一步合成催化剂的
度持续攀升,已引起国际社会的广泛关注¨。其研究现状进行了综述,并提出了今后的研究思路。
中,,加氢合成烷烃、醇、醚和酸等被认为是
合成反应机理
,转化利用最具前景的途径。
二甲醚是一种基本化工原料,高纯度目前,:一步加氢合成催化剂普遍采用
可代替氟里昂用做气溶胶喷射剂和致基催化剂,甲醇在基催化剂上生成后再通过与
冷剂等,因的热值约为./,含氧收稿日期——; 修改稿日期——。
量为.%,故其能充分燃烧,不析碳,无残作者简介赵博一,男,陕西省澄城县人,硕士生,电
液,是理想的清洁燃料。此外,与传统的柴油机邮.。联系人:樊君,电话—,电
邮..。
燃料相比,作为燃料时具有较低的排放
基金项目国家自然科学基金项目;教育部博士点
量,是理想的柴油发动机燃料卜。加氢一步基金项目;陕西省教育厅专项基金资助项目
合成二甲醚的研究受到越来越多的关注,已成为
石油化工
年第卷
之复合的分子筛脱水得,反应方程式如下: 此外,也有研究者认为,,首先被,还原
『. 成,再由加氢生成甲醇,碳源来自于加
一. 氢,反应历程为:
△. —————
总反应式: 同时,关于甲醇合成活性中心与活性位的说法存在
△. 很大的争议。等通过动力学和同位素标
反应过程中, 甲醇的生成是反应的控制步记研究发现,和。是反应的活性位,并在其上
骤⋯,故其合成机理的研究主要基于,合成甲醇产生甲酸盐中间物进而加氢生成甲醇,还发现
展开,催化剂的开发主要围绕甲醇的高效合成,而和:上的羟基官能团以及上的路易斯碱活性
后再与脱水催化剂进行耦合优化。众多研究表明, 位在反应中发挥着重要的作用,并指出也是加
的生成经由甲酸盐路径,碳源来自:,直接氢反应的活性位。等认为和。是反应活
加氢,反应历程为: 性中心,且主要影响的吸附,同解吸的中
—————间物一一对甲醇的选择性影响很大。催
—化剂表面活性位和反应路径见图。
图催化剂表面活性位和反应路径
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壁碳纳米管复合材料也可作为载体,
催化剂研究现状它在室温至温度范围内有较强的吸附能
. 甲醇合成催化剂力,,加氢反应表观活化能的影响很小。采