合成乙醇用铑基催化剂的等离子体增强制备地研究.pdfVIP

合成乙醇用锗基催化剂的等离子体增强制备的研究 黄利宏 储 伟’洪景萍 易 敏 陈建钧 (四川大学化工学院，四川 成都 610065) C:含氧化物是重要的化工原料，也可作为高辛烷值的汽车燃料及燃料添加剂。在合成气催化 合成乙醇等C:含氧化物的反应中，由于Rh对C:含氧化物的独特选择性，助剂促进的负载型锗 基催化剂的研究成为这一课题的热点。Mn,Ce.Ti,Fe,V,Ti,Ir,Li等助剂的引入，可改变 反应活性及乙醇选择性。催化剂的制备方法、工序及后处理条件等的改变，对助剂和金属锗之间 的相互作用及催化剂的性能有着重要的影响。 等离子体技术应用于催化剂制备中，对催化剂进行表面改性，可赋予催化剂活性组分较高的 分散度，同时活性单元单一化，并产生晶格缺陷等效应，可以有效地改进催化剂的性能.提高反 应的转化率和选择性Pl。对于负载型Rh基催化剂来说，可以促进金属活性组分在载体上的分布， 改善二者相互作用关系121。本文应用射频等离子体对负载型Rh-Ce-Mn/$i0:催化剂进行改性，并 以合成气催化转化制乙醇为模型反应，对其促进作用进行了研究。 1实验部分 1.1催化剂的制备 以 Si0:为载体，采用常规浸渍法和等离子体增强法制备催化剂。按一定量配制 RhCl3和 Ce(N03)3、Mn(N03):的混合溶液，采用常规浸渍法制备催化剂前驱体;在空气气氛中于350C o 进行焙烧，得到RCM/S样品;在放电管中以射频等离子体在氮气及氢气气氛中对催化剂前驱体 进行处理，再将样品进行焙烧，得到RCM/S-P样品。催化剂中锗的重量含量为1.5%。同时制备 了Rh/SiO,、Ce/SiO:及Mn/OS2i 样品，制备方法同RCM/S，分别记为R/S.C/S及M/So 1.2催化剂活性评价与表征 以加压微型固定床反应器评价催化剂的活性，反应压力5.0MPa，温度270^-3500C，空速 10000h-，反应产物以SC-200型及GCI12A型气相色谱仪进行检测，分别采用601,GDX103填 充柱和热导检测器分析气相产物，以SE-30毛细管柱和氢火焰离子化检测器分析液相产物分布。 采用TPR表征催化剂的还原性能。 2结果与讨论 由表1催化剂的评价结果表明，经等离子体处理的RCM/S-P催化剂，其反应活性明显升高， CO转化率提高了8.3%，同时，C:含氧化物的时空产率大幅提高，增长幅度达到了57.42%， 且C:含氧化物的选择性明显增加，提高了11.98%，特别是乙醇的选择性增大了68.2%，而烃 类的选择性则有所下降。对催化剂进行温度考察的实验 图〔I)中可见，经等离子体处理后，催 化剂的活性在不同温度段均高于未经处理样品。结果表明，经等离子体改性的锗基催化剂对催化 反应具有明显的促进作用，提高了反应的活性和以乙醇为主的C:含氧化物的选择性。 基金项目:国家自然科学基金重大专题项目和四川大学科技创新基金项目(2005CF07)资助. 1)通讯联系人:储伟，教授，博导，Tel:028E-mail:lab230.scuxna(}163.com 表I催化剂性能评价数据 TableI.TheperformanceofRh-basedcatalystsinCOhydrogenationreaction catalyst Selectivity/%,carbonbase Alcoholdistribution/%,carbonbase 今 . C,.HX C CORY CH30H CZHSOH CH,CHO CH,COOH C_H}OR - RCM/S 10.61 69.91 7 . 22.94 7.17 11.86 : g n 0.42 0.89 O l