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、堆積方式以及反應溫度的變化對二氧化碳加氫制烯烴性能的影響。同時結合XRD、Raman、SEM、N_2吸附-脫附、Catlab等分析測試手段對不同樣品的結構、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-效關系。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構、組成及表面形態(tài)等進行表征。XRD和Raman的分析結果顯示,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致了晶型的改變。SEM的結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構、組成及表面形態(tài)等進行表征。XRD和Raman的分析結果顯示,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溫度對二氧化碳加氫制烯烴性能的影響。結果顯示,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中性能最佳。當催化劑堆積方式為均勻混合,反應溫度為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性能發(fā)現(xiàn),HZSM-5的引入有助于產(chǎn)物碳鏈的增長。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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與具有尖晶石結構的 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)生催化反應時，碳化物率先生成，隨后

羰基（CO）插入機理示意圖
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7 Jerzy Zieliski;程玉春;;NiO/Al_2O_3催化劑結構[J];齊魯石油化工;1987年S1期

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本文編號：2892797