銅基催化劑催化生物乙醇制乙酸的應(yīng)用研究.pdf

1、社會的不斷發(fā)展，使得人們對能源的需求量和消耗量也與日俱增。由于傳統(tǒng)化石資源儲量有限，迫使人們尋找一種可再生和經(jīng)濟合理的新能源。生物乙醇的使用和推廣，很好地緩解了這一問題。但由于生物乙醇中超過80％的水分需要在工業(yè)化使用前被除去，因此需要開發(fā)一種對含水量不敏感的途徑來更好地利用生物乙醇。本文以生物乙醇為研究對象，以較為簡便的制備方法得到CuCr復(fù)合金屬氧化物催化劑，用以催化乙醇脫氫-醛水變換制各乙酸，主要結(jié)果如下:
　　(1)制備不

2、同載體的Cu基催化劑，考察其對催化活性的影響，篩選出較優(yōu)的催化劑為CuCr復(fù)合氧化物。之后改變制備方法，得出最佳制備方法為共沉淀法。
　　(2)通過乙醇在CuCr催化劑上的實驗結(jié)果和催化劑的研究表明，乙醇在CuCr催化劑上反應(yīng)過程分為兩步，首先乙醇在催化劑表面Cu組分上脫氫生成醛類物種，之后吸附態(tài)的醛與來自水解離的羥基基團相結(jié)合，生成最終產(chǎn)物乙酸。反應(yīng)速率控制步驟為后者醛水變換過程。
　　(3)考察了不同實驗條件對CuCr催

3、化劑催化乙醇的活性影響，CuO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％的催化劑Cu70，在623K、常壓惰性氣體氣氛、乙醇濃度25wt％和進料量2mL·h-1下催化活性最好，乙醇轉(zhuǎn)化率達到97％，乙酸選擇性48.6％。催化劑連續(xù)使用8h活性保持穩(wěn)定。催化劑失活主要原因是Cu顆粒的聚集，導(dǎo)致粒徑增大，催化活性降低。
　　(4)以MIL-101(Cr)為催化劑前驅(qū)體，焙燒Cu0.1/MIL-101催化劑所得氧化物在乙醇脫氫-醛水變換反應(yīng)中，展現(xiàn)出比CuCr體