HZSM-5双功能催化剂制备和催化CO2加氢合成二甲醚.pdf

石 油 化 工 2015年第44卷第 4期 PETRoCHEM ICALTECHNoL0GY ·44l · 焙烧态类水滑石 ／HZSM 一5双功能催化剂的 制备及催化 CO2加氢合成二 甲醚 常琴琴，赵 博，杨 萌，刘 艳，刘恩周，樊 君 (西北大学化工学院，陕西 西安 710069) [摘要]采用并流共沉淀法制备了不同ZrO 含量的CuO—ZnO—A1O，一ZrO 类水滑石前体，焙烧后与HZSM一5分子筛物理混 合得到CuO—ZnO—A1O，一ZrO ／HZSM一5双功能催化剂，采用XRD、N：物理吸附、H 一TPR等技术对催化剂的物相、结构 特征及还原性进行了表征，考察了催化剂对CO 加氢直接合成二甲醚(DME)反应的催化性能。实验结果表明，所有前体试样 均具有结晶相为Cu，ZnA1(OH)。·4H：O的水滑石结构，ZrO：的加入改善了催化剂的还原性和活性 ，DME合成速率主要取决 于甲醇的合成速率。在533K、3．0MPa、 (H2)：n(CO )=3：1、GHSV=2400h 的反应条件下，当n(ZrO2)：n(AI2O3+ ZrO )=0．10时，催化剂的反应性能最佳，CO 转化率达 25．87％，DME选择性达48．15％；反应30h后 ，催化剂仍表现出较 高的活性及稳定性。 [关键词]类水滑石前体；HZSM一5分子筛；双功能催化剂；锆助剂；二氧化碳加氢；二甲醚 [文章编号]1000—8144(2015)04—0441—06 [中图分类号]TQ032．4 [文献标志码]A SynthesisofDimethylEtherfrom CO ／H onBifunctionalCalcined Hydrotalcite．．LikePrecursors／HZSM ．．5Catalysts ChangQinqin，ZhaoBo，YangMeng，LiuYan，LiuEnzhou，FanJun (SchoolofChemicalEngineering，NorthwestUniversity，Xi’anShaanxi710069，China) [Abstract]AseriesofCuO—ZnO-A12O3一ZrO2hydrotalcite—likeprecursorswithdifferentZrO2content werepreparedthroughCO—precipitation and thenwerecalcinated．Theproductswerephysically mixed withHZSM-5toprepraedcatalystsforthesynthesisofdimethylether(DME)byhtehydrogenationof CO2．ThecatalystswerecharacterizedbymeansofXRD，N2physisorption andH2-TPR．Theresults showedthatthecatalystsexhibitedhydrotalcite—likestructurewithCu3Zn3A12(OH)16·4H2Ophase． TheadditionofZrO2improvedthereducibilityna dactivityofthecatalysts．Theexperimentalresultsin— dicatedthatthe DM E synthesisrate depended on the methanolsynthesisrate． The catalystwith n(ZrO2)：n(A12O3+ZrO2)0．10showedthehighestconversionofCO2(25．87％)andtheselectivi— tytoDME(48．15％)undertheoptimalreactionconditionsof533K，3．0