焙烧温度对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂结构与性能的影响

孙 晨，贺安平，张可羡，周菊发，蔡洪城，郑天平，蒋莉萍，钟 红，赵安民

(国家碳一化学工程技术研究中心，工业排放气综合利用国家重点实验室，西南化工研究设计院有限公司，四川 成都 610225)

我国的资源结构长期处于“富煤、缺油、少气”，因此我国化石能源大幅偏重于煤炭，但煤炭直接燃烧会带来环境影响，如何清洁高效利用引起广泛关注。甲醇是一种重要的石油化工原料，可用于制造甲醛、醋酸、甲胺、甲酸甲酯等有机产品[1-3]。另外，甲醇还是一种性能优良的清洁燃料，可单独或者与汽油混合作为汽车燃料。因此，利用煤炭气化生产甲醇是一条优良的技术路线，具有广阔的市场[4-5]。

甲醇合成催化剂是该甲醇生产技术路线的关键技术。Cu-Zn-Al催化剂由于具有良好的低温活性与高温稳定性而成为目前研究最多的合成甲醇催化剂体系[6]。其中，Cu为主要活性组分[7]，ZnO的加入可以与CuO产生协同效应，提高催化剂活性。Al2O3作为载体，可以提高催化剂的比表面积和铜的分散度，防止反应过程中因铜晶粒烧结导致催化剂失活，提高催化剂的稳定性[8-9]。还有研究[10]表明在Cu-Zn-Al体系催化剂中加入适量MgO，更利于铜晶粒的分散，可以进一步提高催化剂的热稳定性。

研究[11]表明，焙烧温度对催化剂的物化结构及性质影响显著。适宜的前驱体焙烧温度可以提高 Cu 的分散性，增大 Cu 的比表面积，从而提高催化剂的活性[12]。对于Cu-Zn-Al催化剂，随着焙烧温度的升高，CuO结晶度越来越好，但焙烧温度过高，铜锌组分间残留的高温碳酸盐会被提前分解，不利于催化过程；……