【正文】 各組分的定量計算方法采用校正面積歸一化法，其計算式為： 溫度 峰面積 (A) 二氧化碳 甲醇 一氧化碳 二氧化碳 水 甲醇 轉(zhuǎn)化率(X) 選擇性(S) 收率(Y) 230 45476 480126 1033237 592690 250 88989 817342 964022 519192 270 57989 495403 1038441 520996 相 對校正因子： fCO=1,fCO2=1,fH2O=1,fCH3OH= 計算公式： 沈陽化工大學(xué)論文 致謝 15 催化劑的活性以 CO2 轉(zhuǎn)化率來表示，其計算式為：反應(yīng)生成的含碳產(chǎn)物 (CO 和甲醇 )和反應(yīng)生成的含碳產(chǎn)物與未反應(yīng)的 CO2 之和之比。用巴雷特 喬伊納 Halenda（ BJH） 方法，根據(jù)脫附等溫線數(shù)據(jù)確定孔隙率、孔徑分布等 。 CO2:H2 = 1:3。 (f) 150CZAH。 (b) 40CZAH。綜上所述，燃燒計量在 40%時， CuO/ZnO/AlO3催化劑的催化效果是最好的。 XRD 表征結(jié)果分析 該因素探究是在 CuO、 ZnO質(zhì)量比一定，燃燒劑檸檬酸量均為燃燒劑量的 50%這一定值的前提下進(jìn)行的，依次考察 ZrO2百分含量 0%、 %、 %、 10%（依次標(biāo)記為催化劑CZZ0H、 、 、 CZZ10H） 時所制備催化劑的物性及活性。 沈陽化工大學(xué)論文 致謝 22 在鋯含量探究的基礎(chǔ)上 ,選擇組成復(fù)合 CuO:ZnO:ZrO2=5:4:（ mass ration） H，來探究檸檬酸燃燒劑量對 催化劑催化劑 ，分別按照推進(jìn)劑量的 50%200%范圍內(nèi)的一系數(shù)據(jù)，制備了催化劑 、 、 H150、。 經(jīng)過對上 述因素的探究得出催化性能最佳的催化劑 （下面的討論均沈陽化工大學(xué)論文 。 H2TPR表征結(jié)果分析 100 200 300 400 500C Z Z10HC Z Z5. 3HTempert er / oCC Z Z0HC Z Z2. 2H250 oC260 OC 圖 35 不同 ZrO2 含量的 H2TPR 圖 圖為 不同 ZrO2含量的催化劑 H2TPR 圖，四種催化劑曲線中還原峰的峰頂溫度位置相近，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0的與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %含量的催化劑比較，出現(xiàn)還原峰的位置對應(yīng)的溫度要高些，說明質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的催化劑表象氧化銅要多些，有利于反應(yīng)。燃燒計量為 50%時，催化劑成顆粒狀，有團(tuán)聚現(xiàn)象，催化效果不好。燃燒計量從 30%到 40%過程中， Cu 的表象面積增加， CO2 的轉(zhuǎn)化率增加，二甲醚的選擇性從 %增加到%，收率也從 %增加到 %，說明催化效果變好了。綜上所述，燃燒計量在 40%時， CuO/ZnO/AlO3催化劑的催化效果是最好的。 (d) 75CZAH。 沈陽化工大學(xué)論文 致謝 17 第三章 實驗結(jié)果與討論 XRD 表征分析 表 31CuO– ZnO– Al2O3/HZSM5 催化劑的物化性能 Catalysts SBET (m2/g) SCua (m2/g) DbXRD (nm) Conversion Of CO2 (%) Selectivity (%) DME yield % dCuO dZnO dCu DME CH3OH 30CZAH 40CZAH 50CZAH 75CZAH 100CZAH 150CZAH 反應(yīng)條件 : T = 543 K。 BET 法測定比表面積 本實驗 BET 測定在美國康塔公司 AutosorbiQC 型全自動物理化學(xué)吸附儀上進(jìn)行，在測量之前，將樣品在真空下于 300°C脫氣 4小時，待其降至室溫后，將樣品于 196℃ （液氮溫度）進(jìn)行 N2 吸附。3036912151821242730mV2 4 6 8 10 12 14 16 18 m i n 圖 23 所示峰成分為： 1H2O,2CH3OH 1 2 3 1 2 沈陽化工大學(xué)論文 致謝 14 通過色譜組分的峰面積可以得到其在體系中的體積百分含 量，由于反應(yīng)前后CO2 與 H2O 的摩爾數(shù)是相同的，因此可以 H2O 為基準(zhǔn)，進(jìn)行流量校正，采用校正面積歸一化法計算 CO2 的轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物的選擇性和收率，計算方法如下： 各組分的定量計算方法采用校正面積歸一化法 [22]，其計算式為： %100)/( ?? ? iiiii AfAfW (21) 式中： Wi—i組分的質(zhì)量分率； Ai—i組分的色譜峰面積； fi —i組分的相對校正因子，基準(zhǔn)物為 CO2。11.59739。 沈陽化工大學(xué)論文 致謝 13 二氧化碳在 CuZnAl/HZSM5 雙功能催化劑上加氫合成二甲醚的反應(yīng)產(chǎn)物主要有一氧化碳、二氧化碳、水、甲醇、二甲醚等以及微量的烷烴。 在設(shè)計和制備催化劑以后，其性能的優(yōu)劣還要進(jìn)行催化劑的評價。 第二種方法： 在室溫下，把金屬硝酸鹽和尿素溶解在一定數(shù)量的去離子水當(dāng)中 ， 不 斷 攪 拌 ， 形 成 Cu2+,Zn2+Al3+ 是 5:4:2 的 比 例 的 溶 液 ， 因 此 獲 得(CuO)(ZnO)(Al2O3)，得到了藍(lán)色透明的溶液，把混合物轉(zhuǎn)移到一個更大體積的坩堝中。五水 Zr(NO3)4在 1 的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究檸檬酸的最佳燃燒劑量。 Tao 等在 CuZnOAl2O3/HZSM5 催化劑中添加 B2O3 SiO2 Cr2O3,Ga2O3等助劑以提高催化劑的穩(wěn)定性 , 它們提高催化劑穩(wěn)定性的作用大小順序為 SiO2Cr2O3Ga2O3B2O3 。 王繼元等研究了 Al2O3含量對 CuOZnOAl2O3SiO2雙功能催化劑性能的影響 ,結(jié)果表明 ,Al2O3 延緩了 CuO 和 ZnO 晶粒的長大 ,同時使催化劑變得難以還原。進(jìn)一步研究表明 ,Al2O3 和 Ga2O3 改善催化劑性能的原因是它們提高了活性組分 Cu的分散程度 ,增大了 Cu的比表面積 ,從而增加了活性中心的數(shù)目 。 Saito 等研究表明 Al 2O3 或 ZrO2 能促進(jìn)比表面積 、 Cu 的分散程度 ， Ga2O3 或Cr 2O3 的添加通過優(yōu)化 Cu+/Cu0 比增加選擇性。復(fù)合催化劑并不是甲醇合成催化劑與甲醇脫水催化劑的簡單組合，兩種功能的有機(jī)結(jié)合與協(xié)同效應(yīng)非常重要，決定了復(fù)合催化劑的活性。 Yaripour 等也對 SiO2 修飾的固體酸催化劑進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示 γAl2O3 具有很好的脫水活性，但迅速發(fā)生不可逆失活，經(jīng) SiO2 修飾的 γAl2O3 的表面酸性隨著 SiO2 含量的增多而增強(qiáng)，當(dāng) SiO2 含量增至 6 wt % ， SiO2 / γAl2O3 催化活性最好，無任何副產(chǎn)物。 郭憲吉等研究了制備方式對催化劑活性的影響，結(jié)果表明，反加法和并流法能沈陽化工大學(xué)論文 致謝 5 使 Cu2+、 Zn2+同時均勻地沉淀，易于還原，正加法使 Cu2+、 Zn2+發(fā)生分步沉淀 , 還原溫度較高，與反加法相比并流法更能 使銅、鋅組分間相互均勻分散，活性更高。 一般認(rèn)為 ,CO2加氫直接合成二甲醚的反應(yīng)包括 3個相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)過程 ,即甲醇合成、甲醇脫水和逆水煤氣變換反應(yīng) ,其反應(yīng)方程式如下 : CO2+3H2→CH3OH+H2O ΔrH m=(1) 2CH3OH→CH3OCH3+H2O ΔrH m=(2) CO2+H2→CO+H2O ΔrH m=(3) (1)和 (2)的總 反應(yīng)式為 : 2CO2+6H2→CH3OCH3+3H2O ΔrH m=（ 4） 上述熱力學(xué)數(shù)據(jù)表明 ,反應(yīng) (4)比反應(yīng) (1)更容易進(jìn)行。如果在聯(lián)醇廠建 3 500 da的二甲醚工業(yè)裝置，需投資 465 萬元，當(dāng)煤價 250 時，其生產(chǎn)成本為 1 860 元。這說明使用二甲醚作汽車燃料，廢氣污染將明顯低于目前的 優(yōu)質(zhì)汽油。二甲醚也可替代煤氣、液化石油氣用于民用燃料。 二甲醚，簡稱 DME(dimethyl ether)，是一種無色、有輕微醚香味的含氧化合物，毒性很低，具有良好的自燃特性，其十六烷值為 55— 60，應(yīng)用于柴油機(jī)作燃料可使其性能得到顯著改善。 建筑物：建筑物使用電力和燃料來產(chǎn)生冷暖氣、照明和動力，其中住宅二氧化碳排放量約占全球的 8% 。其中 ,CO2催化加氫合成甲醇得到了大量的研究。從我國對石油的需求看，其總量不能滿足日益增長的需求另外石油煉制后汽油、柴油使用中的污染問題也不可忽視。 bifunctional catalyst。實驗表明在 543K時，二甲醚的收率達(dá)到了最大 %，實驗效果最佳。通過燃燒法這一新興方法合成銅基催化劑，在課題前期工作的基礎(chǔ)上 ,在 Cu/Zn= (mass ration)一定的情況下探究助劑 Zr的最佳含量，即尋求最佳組合(CuO)5 (ZnO)4 (ZrO2)X。 1 沈陽化工大學(xué) 本科畢業(yè)論文 題 目： 助劑調(diào)控 Cu 基分子篩雙功能催化劑制備及 其 CO2 轉(zhuǎn)化合成二甲醚性能研究 院 系： 化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 化學(xué)工程 學(xué)院 化學(xué)工程與工藝專業(yè) 優(yōu)創(chuàng) 0902班 學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 助劑調(diào)控 Cu 基分子篩雙功能催化劑制備及 其 CO2 轉(zhuǎn)化合成二甲醚性 能研究 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 文獻(xiàn)綜述及英文翻譯 Cu0/Zn0/Zr02 催化劑的制備與表征 C02 加 H2 制備二甲醚 性能評價 雙功能催化劑的研究進(jìn)展 畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 燃燒法制備 CuO/ZnO/ZrO2催化劑 指導(dǎo)教師 ： 吳 靜 簽 字 20xx年 月 日 教研室主任 : 簽 字 20xx 年 月 日 院 長： 簽 字 20xx 年 月 日 沈陽化工大學(xué)本科論文開題報告 引言 1 摘要 二甲醚（ DME）不僅是一種重要的化工原料，而且在未來的能源領(lǐng)域，可以替代現(xiàn)有的不可再生資源如柴油等和液化氣作為潔凈液體燃料使用。 二氧化碳加氫合成二甲醚反應(yīng)過程中主要包括二氧化碳加氫合成甲醇、甲 醇脫水生成二甲醚反應(yīng)。反應(yīng)溫度對催化劑的影響， 其測試遵循單一變量原則，在還原溫度 (573K)、氣體比例 (H2:CO2=3:1)、空速 (了 GHSV=4200h1)、反應(yīng)壓力 ()為定值的情況下，來改變反應(yīng)溫度，探究了 513K563K范圍內(nèi)一系列溫度