陽極氧化AAO膜載銅催化劑制備及其性能研究.pdf

1、微通道反應(yīng)器具有傳質(zhì)傳熱快、過程安全可控、無放大效應(yīng)等優(yōu)點，被應(yīng)用于化學(xué)、分子生物學(xué)、分子醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，但是微反應(yīng)器中固體催化劑易流失、堵管這一問題限制了其進一步應(yīng)用，因此開發(fā)新型催化劑壁載技術(shù)對微反應(yīng)器技術(shù)的應(yīng)用及微反應(yīng)器的研發(fā)顯得尤為重要。
　　基于多孔氧化鋁膜(簡稱 AAO膜)具有納米級孔道、孔徑均勻、孔密度大、熱穩(wěn)定性好等特性，可以作為催化劑載體。本課題研制了介孔三氧化二鋁載銅基絲狀催化劑，制備的催化劑對于催化甲醇?xì)庀嘌趸?/p>

2、基化合成碳酸二甲酯反應(yīng)有一定的催化活性，從而為解決微反應(yīng)器催化劑堵管及催化劑設(shè)計提供了一種新的思路。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　1.以AlCl3-BMIC體系為電鍍液，確定電鍍參數(shù)為20 mA.cm-2、40℃、60 min時，可以在不銹鋼絲上制備一層平整致密的鋁鍍層，鋁純度高達(dá)95％以上，厚度可達(dá)20 um，可以用作下一步陽極氧化的鋁基體。
　　2.以電鍍參數(shù)20 mA.cm-2、40℃、60 min不銹鋼絲上制備的鋁鍍

3、層為陽極制備AAO膜，確定氧化參數(shù)為20 mA.cm-2、10℃、20 min時，可以在鋁鍍層上制備孔徑300-400 nm且孔道較淺的AAO膜，但不能作為下一步催化反應(yīng)的載體。未形成理想AAO膜的原因可能是電沉積制備的鋁鍍層內(nèi)部晶形結(jié)構(gòu)與工業(yè)形成的鋁基體有較大差別，影響陽極氧化的正常成孔過程。
　　3.以鋁絲為陽極制備AAO/鋁絲催化劑載體，確定在氧化參數(shù)20 mA.cm-2、15℃、3h可以制備孔徑為30-40 nm，孔間距為

4、40 nm，孔密度為4.8×1010/cm2，比表面積為30 m2/g的AAO膜，制備的AAO在600℃熱處理3h后，部分無定型氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂写呋钚缘摩?氧化鋁，可以作為下一步催化反應(yīng)的催化劑載體。
　　4.研究了熱處理溫度對絲狀催化劑催化性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)在500℃制備的催化劑上活性組分全部為 Cu0且催化活性最高，甲醇轉(zhuǎn)化率CMeOH可達(dá)3.04%，每g銅上DMC時空收率STY可達(dá)888.82 mg/(g.h)。

5、　　5.研究了銅負(fù)載量對絲狀催化劑催化性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)DMC的選擇性 SDMC隨著 Cu負(fù)載量的增加有所降低，甲醇轉(zhuǎn)化率CMeOH、DMC時空收率STY隨著Cu負(fù)載量的增加而升高，當(dāng)銅的負(fù)載量超過12.21%以后，催化劑上 Cu0活性位趨于飽和，催化活性增加變緩慢。
　　6.研究了 Cu0/AAO(w(Cu)=12.21%)催化劑的穩(wěn)定性，研究發(fā)現(xiàn)DMC的選擇性SDMC在整個反應(yīng)過程中保持70%基本不變，甲醇轉(zhuǎn)化率CMeOH在