催化劑的設(shè)計(jì)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-14 07:38本頁(yè)面
【正文】 OCO2+3H2 ? 吸熱反應(yīng) ? 產(chǎn)生氫氣含量約 75％， 298K以上自發(fā)進(jìn)行 CH3OH、 O H2O制氫（續(xù)） ? 設(shè)想描述 ? 可能發(fā)生的反應(yīng) ? 甲醇部分氧化 CH3OH+1/2O2CO2+2H2 ? 甲醇水蒸氣重整 CH3OH+H2OCO2+3H2 ? 甲醇分解 CH3OHCO+2H2 ? 變換反應(yīng) CO+H2OCO2+H2 ? 部分氧化 CH3OH+O2HCOOH+H2O ? 部分氧化 CH3OH1/2O2HCHO+H2O ? 甲醛分解 HCHOCO+H2 ? CO甲烷化反應(yīng) 3H2+COCH4+H2O ? CO2甲烷化反應(yīng) 4H2+CO2CH4+2H2O CH3OH、 O H2O制氫（續(xù)） ? 可能的反應(yīng)機(jī)理 ? 甲醇部分氧化 ? CH3OH+1/2O2CO+H2+H2O ? CH3OHCO+2H2 ? CO+H2OCO2+H2 ? O2+*—— 2O* ? CH3OH+O*+*—— CH3O*+OH* ? CH3OH+OH*+*—— CH3O*+H2O* ? 2CH3O*—— 2H2CO*+H2 ? H2CO*—— CO+H2+* ? CO+O*—— CO2+* ? H2+O*—— H2O+* 可能的反應(yīng)機(jī)理 ? 甲醇水蒸氣重整 ? CH3OHCO+2H2 ? CO+H2OCO2+H2 ? 水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng) ? H2O+M*H2+MO* ? CO+MO*CO2+M* CH3OH、 O H2O制氫（續(xù)） ? 催化劑主要組分的設(shè)計(jì) ? 活性模型 ? O2分子的活化 ? 使氧分子活化，通過(guò)表面吸附使之滲入催化劑晶格，成晶格氧 ? 金屬對(duì)氧吸附親和力決定了表面氧的形態(tài) ? 分子式的非解離活化 O2 ? 原子式的解離活化 O, O2 ? CH3OH的活化 ? 甲醇的解離活化，需要配置適當(dāng)?shù)囊粚?duì)酸位元中心和堿中心 ? CH3OHCH3OA+HB ? H2O的活化 ? H2O+2*OH*+H* 催化劑主要組分的設(shè)計(jì) ? 主催化劑選擇 ? 氧化反應(yīng) ? 深度氧化 ? 要求活性高，大致順序?yàn)椋篜tPdAgMnO2,CO3O4,CuONiOFe2O3V2O5ZnO等 ? 部分氧化 ? 有 CC鍵斷裂 ? 反應(yīng)的關(guān)鍵是氧的活化，參加反應(yīng)的吸附氧物種為 O2， O ? 無(wú) CC鍵斷裂 ? 反應(yīng)的關(guān)鍵是反應(yīng)物的活化，通常晶格氧 O2參與反應(yīng) ? Cu2O是有金屬缺位元的典型 P型半導(dǎo)體，具有良好的部分氧化活性 ? H2的脫附： CuMnVNi,Co,Fe,… ? CO的脫附： CuNi,Fe,Co,Ru,Rh,Pd,Pt,Ir… ? 結(jié)論 ? 選擇 Cu做主催化劑 催化劑主要組分的設(shè)計(jì) ? 助催化劑的選擇 ? CeO2具有氟石型立方晶體結(jié)構(gòu)，大量的晶格氧是缺位的，呈現(xiàn)出明顯的結(jié)構(gòu)缺陷，其表面氧與體相的晶格氧具有較好的活動(dòng)性；能夠促進(jìn)催化劑的水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)活性和提高在低氧組成下催化劑對(duì) CO的氧化能力 ? Al2O3具有結(jié)構(gòu)性助劑的作用，同時(shí)提供酸、堿中心 ? ZnO起到結(jié)構(gòu)性和調(diào)變性助劑的雙重作用 催化劑主要組分的設(shè)計(jì) ? 載體的選擇 ? 沒(méi)有載體 催化劑主要組分的設(shè)計(jì) ? 結(jié)論 ? 主催化劑： Cu2O,Cu,CuO ? 助催化劑： CeO2,Al2O3,ZnO 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ? Cu60Zn30Al5Ce5的催化劑較好 ? 甲醇轉(zhuǎn)化率 ％ ? CO2和 H2的選擇性分別為 ％，％ ? CO的含量為 ％
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