高活性Cu-ZnO@SiO_(2)纳米催化剂催化CO_(2)加氢制甲醇

作     者：陈浩 陈桂 宋丹丹 曾艳红 刘文虎 张明 CHEN Hao;CHEN Gui;SONG Dandan;ZENG Yanhong;LIU Wenhu;ZHANG Ming

作者机构：岳阳职业技术学院生物环境工程学院岳阳414000 怀化学院化学与材料工程学院怀化418000 湖南石油化工职业技术学院石化工程学院岳阳414000 湖南石油化工职业技术学院机电工程学院岳阳414000 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2023年第44卷第11期

页      面：111-119页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：湖南省自然科学基金(批准号:2023JJ50309 2023JJ50450)资助 

主　　题：催化剂 二氧化碳加氢 甲醇 

摘      要：铜基催化剂可被广泛应用于CO_(2)加氢制甲醇,其催化活性高度依赖载体.本文通过St?ber法合成了SiO_(2)纳米微球,将其作为载体制备了Cu-Zn O@Si O_(2)催化剂;将该催化剂应用于CO_(2)加氢制甲醇,并与常规共沉淀法制备的Cu-Zn O催化剂进行了对比.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)和二氧化碳程序升温脱附(CO_(2)-TPD)等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Cu-Zn O@Si O_(2)催化剂具有更高的Cu分散性和CO_(2)吸附能力,Si O_(2)的加入提高了催化剂表面Cu^(+)/Cu^(0)的比例,从而影响了催化性能.研究发现,在H_(2)/CO_(2)摩尔比为3,230℃,2.0 MPa和气体体积空速为3600 m L·g^(-1)_(cat)·h^(-1)条件下,Cu-Zn O@Si O_(2)催化剂具有更高的催化活性(甲醇选择性88.2%,甲醇收率11.1%),远高于Cu-Zn O催化剂(甲醇选择性36.5%,甲醇收率6.9%).原位红外光谱(DRIFT)分析表明,CO_(2)在Cu-ZnO@SiO_(2)催化剂上主要通过RWGS+CO加氢路径生成甲醇.