氮掺杂碳材料负载合金相CuCo催化剂的制备及催化CO2加氢合成乙醇性能

作     者：毛瑀中 祝建章 查飞 田海峰 唐小华 

作者机构：西北师范大学化学化工学院 巴音郭楞职业技术学院石油化工学院 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：甘肃省重点研发计划项目(23YFFA0075) 国家自然科学基金项目(22268039) 

主　　题：CuCo合金 CO 加氢 乙醇 环糊精 三聚氰胺 催化技术 

摘      要：以三聚氰胺和β-环糊精为原料，通过浸渍法制备了氮掺杂碳材料（NC）负载合金相CuCo催化剂CuCo/NC，通过XRD、SEM、EDS、CO2-TPD、H2-TPR、N2吸附-脱附、XPS和Raman光谱对其进行了表征。利用固定床反应器探究了CuCo/NC催化CO2加氢合成乙醇的性能，考察了n（Cu）∶n（Co）、反应温度、V(H2)/V(CO2)、空速、反应压力对反应的影响，推测了催化反应机理。结果表明，β-环糊精和乙二胺四乙酸的加入促进了Cu、Co在NC表面的分散性。由n（Cu）∶n（Co）＝2∶1制备的催化剂Cu2Co1/NC具有最大的比表面积(48.07 m2/g)。在反应温度200 ℃、V(H2)/V(CO2)＝3、空速12000 mL/(gcat·h)、压力2.0 MPa的条件下，CO2转化率为9.3%，乙醇选择性为18.0%；在80 h的稳定性测试中，CO2转化率为7.8%～9.3%，乙醇选择性保持在16.6%～18.0%。CuCo/NC表面不同的N环境（吡啶N、石墨相N）能够协调CO2活化加氢、碳链增长的过程，Cu0、Cu1+、吡啶N和石墨N共同决定CO2的吸附活化，Co—N的作用可以有效促进非解离CO的加氢，得到活性中间体*CHxO，促进碳链增长。