沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的研究进展.pdf

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1、第31卷第5期2010年10月化学工业与工程技术Journa￡ofchemicntlndustfy＆．EngineeringV01．31No．50ct．．2010沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的研究进展郭彦鑫1’2(1．西安石油大学，陕西西安710065；2．西北化工研究院，陕西西安710600)摘要：介绍了沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的研究进展，讨论了共沉淀法制备铜基催化剂的影响因素。关键词：甲醇合成催化剂；共沉淀法；研究进展中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1006—7906(2010)05一0042一

2、04StudyprogressOncopper--basedcatalystsformethanolsynthesisbyc0-precipitationGUoYa挖z锄1‘2(1．Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China；2．TheNorthwestResearchInstituteofChemicalIndustry，Xi’an710600，China)Abstract：Theresearchprogressonco-precipitationofcopper-basedc

3、atalystsformethanolsynthesisisintroduced．Thein+fluencesfactorsofcopper—basedcatalystsbyco—precipitationarediscussed．Keywords：Catalystsformethanolsynthesis；Co—precipitation；Studyprogress目前，铜基甲醇合成催化剂主要制备方法有沉淀法、球磨法、复频超声法、火焰燃烧法、真空冷冻干燥法、碳纳米管促进法等。由于沉淀法操作过程简单、制得的催化剂性

4、能优越，因此铜基甲醇催化剂的工业生产均采用沉淀法。笔者对沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的影响因素及研究进展进行了探讨。共沉淀过程包括沉淀、陈化、洗涤、干燥、焙烧、压片成型等，还包括最终的还原活化，每一步对催化剂的性能都有一定的影响，特别是沉淀、陈化、焙烧、还原步骤更关键。沉淀是催化剂制备的关键因素，沉淀条件的微小变化都会对活性产生巨大影响。l催化剂制备的影响因素1．1沉淀方式对催化剂性能的影响共沉淀法的沉淀方式主要有正加(酸式)、反加(碱式)、并流、分步沉淀等。刘志坚等详细考察了酸式沉淀法、碱式沉淀法、并流沉淀法及并

5、流慢速沉淀法[iJ，其中对催化剂比表面积、产物选择性及催化剂活性评价进行了探讨，催化剂活性由好到差的优化顺序依次为：并流慢速沉淀法、并流沉淀法、碱式沉淀法、酸式沉淀法。不同加料方式对催化剂前驱体物相组成及催化剂性能的影响主要是形成的前驱体中Cu的物相及结晶度不同。房德仁等研究认为[2]，正加法主要形成Cu：(OH)。N0。，并流法主要形成无定形Cu2CO。(0H)2，后者与Zn。(C03)2(oH)s相互作用转化为(Cu，Zn)2CQ(oH)2和(Cu，Zn)5(CQ)2(OH)6，这2种物相对提高催化剂的活性至关

6、重要。由它们分解形成的Cu0一Zno固溶体是合成甲醇反应的活性相。并流法能最大程度地形成Cu0一Zn0固溶体，有利于Cu0粒子的细化，所以其催化活性较好。1．2沉淀过程对催化荆性能的影响沉淀过程是一个复杂的化学反应过程，沉淀物的形成包括晶核的生成和晶核的长大2个过程。如果晶核生成的速率远远超过晶核长大的速率，则离子很快聚集为大量的晶核，溶液的过饱和度迅速下降，溶液中没有更多的离子聚集到晶核上，于是晶核迅速聚集成细小的无定形颗粒，这样就会得到非晶型沉淀，甚至是胶体；反之，如果晶核长大的速收稿日期：2010—05—11

7、作者简介：郭彦鑫(1982一)，女。陕西榆林人．硕士研究生在读，现从事催化剂的合成及应用研究。Bmail：hi】【in@126．com郭彦鑫等沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的研究进展·43·率远远超过晶核生成的速率，溶液中最初形成的晶核不是很多，有较多的离子以晶核为中心，依次排列长大而成为颗粒较大的晶型沉淀。由此可见，得到什么样的沉淀，取决于沉淀形成过程的2个速率之比。1．2．1沉淀剂的选择在沉淀过程中选择沉淀反应方式及沉淀剂是沉淀工艺首先要考虑的问题。沉淀剂一般选用易分解、易挥发的物质，生产中常用的沉淀剂有碱类(N

8、H40H，KOH，Na0H)、碳酸盐(Na2C03，(NH。)zCO。]、Co：、有机酸等。用沉淀剂Na：Co。制得的催化剂Cu0晶粒小、比表面积和孔容大、活性及甲醇的选择性明显高于NaOH，NH。H20，(NH。)2C0。，NH。HC0。做沉淀剂所得的催化剂[3]。但由于Na+的存在，能降低Cu表面积和催化剂的活性，K+离子易于洗脱，但钾盐价格较贵。Nin