工业甲醇合成催化剂性能与结构的研究

李扬

摘要：现代煤化工的迅速发展推动了甲醇市场的繁荣和技术的进步，同时，甲醇作为重要的能源载体，又可通过“甲醇经济”策略助推节能减排，在实现“碳中和”目标中将发挥重要的作用。甲醇合成的关键技术是高效催化剂及与之配套的反应器，其中催化剂性能是甲醇技术水平的标志。

关键词：Cu/Zn工业催化剂;甲醇合成;杂质乙醇;热稳定性

引言

在过去的50年里，全球大气中的CO2浓度增加了20%以上，已达到了一个前所未有的水平，经专家预测，到2100年大气中CO2体积分数将达到570×10-6，高浓度CO2的排放会产生温室效应，造成全球气候日益变暖，对人类生活和生态环境造成严重影响。因此，如何降低大气中CO2的浓度已经成为世界各国科研工作者亟待解决的问题。与此同时，CO2作为自然界丰富的潜在碳源，具有廉价、无毒、易得的优点，可被催化活化并转化为一些有机物。在众多CO2转化途径中，CO2加氢反应是一种很有前景的路线，可生产如甲醇、碳氢化合物和高级醇等多种精细化工产品。其中，直接通过CO2和H2催化合成甲醇被认为是CO2高效利用的核心技术。

1实验部分

1.1催化剂制备

配制浓度为1mol·L-1的Zn、Al混合硝酸盐溶液，记为溶液A;配制浓度为1mol·L-1的Cu、Zn、Mg混合硝酸盐溶液，记为溶液B，其中Cu、Zn、Al、Mg的总物质的量比为16∶6∶4∶1。配制浓度为1mol·L-1的Na2CO3溶液，记为溶液C。将预热后的溶液A与溶液C按一定速率并流加入适量底水中，不断搅拌，反应过程中控制pH值在7.0～7.5。溶液A滴定完成后，继续向沉淀中并流加入预热后的溶液B与溶液C，不断搅拌，反应过程中控制pH值在7.0～7.5。……