發(fā)布時間：2020-11-21 08:25

　　 工業(yè)革命以來,化石燃料給人類社會的經(jīng)濟發(fā)展提供了巨大支持。但20世紀至今,全球氣候變暖、極端天氣頻繁出現(xiàn)、生物多樣性銳減等現(xiàn)象日益嚴重,而這一切都與溫室氣體CO_2的肆意排放密不可分。于是人們不得不重新審視CO_2排放和收集這一嚴峻的課題。近年來CO_2的資源化利用逐漸成為研究熱點之一,作為目標產(chǎn)物之一的低碳烯烴,在傳統(tǒng)工業(yè)上的生產(chǎn)主要依靠石油催化裂化過程,存在成本高、轉(zhuǎn)化率低、副產(chǎn)物多等缺陷。與之相比,CO_2加氫制備低碳烯烴是極具應(yīng)用前景和經(jīng)濟效益的工藝路線�；�于此,本研究采用共沉淀法和浸漬法等方式制備了一系列的ZnZrO-SAPO-34催化劑以及ZnZrO-SAPO-34-HZSM-5催化劑,并利用高壓管式固定床反應(yīng)器考察其二氧化碳加氫催化性能。系統(tǒng)考察了催化劑晶型、制備方法、負載量、堆積方式以及反應(yīng)溫度的變化對二氧化碳加氫制烯烴性能的影響。同時結(jié)合XRD、Raman、SEM、N_2吸附-脫附、Catlab等分析測試手段對不同樣品的結(jié)構(gòu)、組成及表面形態(tài)等進行表征,并探索其與催化性能之間的構(gòu)-效關(guān)系。首先采用共沉淀法和浸漬法等方式制備了不同晶型的ZnZrO-SAPO-34催化劑,將含有四方相ZrO_2、單斜相ZrO_2以及普通方法制備得到的樣品分別記為:t-Zr、m-Zr和n-Zr。采用XRD、Raman、SEM、N_2吸附-脫附、Catlab等分析測試手段對不同樣品的結(jié)構(gòu)、組成及表面形態(tài)等進行表征。XRD和Raman的分析結(jié)果顯示,n-Zr和t-Zr樣品中ZrO_2主要以四方相形式存在,而m-Zr樣品中ZrO_2主要以單斜相形式存在,根據(jù)制備條件,推測主要是由于焙燒溫度的變化導(dǎo)致了晶型的改變。SEM的結(jié)果則觀察到催化劑中SAPO-34及其表面ZnZrO_x納米粒子的典型形貌。考察研究催化劑晶型和制備方法對二氧化碳加氫制低碳烯烴性能的影響,結(jié)果表明n-Zr樣品因其比表面積高、對CO_2吸附能力強的特點,具有最佳的催化反應(yīng)性能,其CO_2轉(zhuǎn)化率達到8.75%,低碳烯烴在烴類產(chǎn)物中選擇性達到75.15%。在ZnZrO-SAPO-34催化劑的基礎(chǔ)上加入HZSM-5分子篩,采用浸漬法制備了一系列不同Zn負載量的ZnZrO-SAPO-34-HZSM-5催化劑,分別記為0.2Zn、0.5Zn、1.0Zn、1.5Zn、2.0Zn。采用XRD、Raman、SEM、N_2吸附-脫附、Catlab等分析測試手段對不同樣品的結(jié)構(gòu)、組成及表面形態(tài)等進行表征。XRD和Raman的分析結(jié)果顯示,樣品中ZrO_2以四方相形式存在,隨著Zn負載量的升高,四方相ZrO_2的峰強度逐漸減弱�？疾炱涠�氧化碳加氫催化性能,并研究Zn負載量、固定床中催化劑堆積方式和反應(yīng)溫度對二氧化碳加氫制烯烴性能的影響。結(jié)果顯示,0.2Zn樣品因具有最大的孔容和孔徑,能夠暴露更多的活性位點,在二氧化碳加氫制烯烴反應(yīng)中性能最佳。當催化劑堆積方式為均勻混合,反應(yīng)溫度為380℃時,其CO_2轉(zhuǎn)化率為4.38%,烯烴在烴類產(chǎn)物中選擇性達到52.80%,并且C_5~+烯烴選擇性達到30.14%。綜合一系列催化劑的反應(yīng)性能發(fā)現(xiàn),HZSM-5的引入有助于產(chǎn)物碳鏈的增長。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ426;TQ221.21;X701
【部分圖文】：

圖 1.2 ZnZrO-SAPO-34 催化劑微觀模型[56].2 The microscopic model of ZnZrO-SAPO-34 catal[57]制備了 ZnGa2O4與具有尖晶石結(jié)構(gòu)的 SAnGa2O4選擇性高效催化二氧化碳與氫氣生

圖 1.3 表面碳化機理示意圖[61]Fig.1.3 Surface carbonization mechanism提出時間最早的費托合成反應(yīng)機理就是表面碳化機理。Fischer 和現(xiàn) Fe、Ni 等金屬與 CO 發(fā)生催化反應(yīng)時，碳化物率先生成，隨后

羰基（CO）插入機理示意圖
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6 楊洪武;張明睿;楊素勤;;合成氨球形催化劑鐵比的測定[J];河南化工;1987年02期

7 Jerzy Zieliski;程玉春;;NiO/Al_2O_3催化劑結(jié)構(gòu)[J];齊魯石油化工;1987年S1期

8 朱文會,董文惠,李愛梅;影響甲醇分解催化劑活性的困素研究[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報;1988年01期

9 于濤,吳越,呂光烈,李旺榮,林炳雄;鈣鈦石型復(fù)合氧化物L(fēng)a_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅰ.固體結(jié)構(gòu)以及缺陷性質(zhì)與催化性能的關(guān)系[J];中國科學(xué)(B輯 化學(xué) 生物學(xué) 農(nóng)學(xué) 醫(yī)學(xué) 地學(xué));1988年04期

10 陳志學(xué),趙雅琴,陸坤權(quán);用EXAFS研究NiO/α-Al_2O_3催化劑的結(jié)構(gòu)和相含量[J];物理化學(xué)學(xué)報;1988年03期

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本文編號：2892797