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(jì)發(fā)展提供了巨大支持。但20世紀(jì)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(yán)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(yán)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(biāo)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(jì)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(fù)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(jìn)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(jìn)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�？疾煅芯看呋瘎┚�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(qiáng)的特點,具有最佳的催化反應(yīng)性能,其CO_2轉(zhuǎn)化率達(dá)到8.75%,低碳烯烴在烴類產(chǎn)物中選擇性達(dá)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(fù)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(jìn)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(fù)載量的升高,四方相ZrO_2的峰強(qiáng)度逐漸減弱�？疾炱涠�氧化碳加氫催化性能,并研究Zn負(fù)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(dāng)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(dá)到52.80%,并且C_5~+烯烴選擇性達(dá)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(jī)理示意圖[61]Fig.1.3 Surface carbonization mechanism提出時間最早的費(fèi)托合成反應(yīng)機(jī)理就是表面碳化機(jī)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(jī)理示意圖
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本文編號：2892797