收藏本站
《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二氧化锆基催化剂上合成低碳醇和酮的研究

何代平  
【摘要】:CO 加氢催化合成低碳醇是C_1 化学领域具有重要理论意义和应用前景的研究课题。目前,合成气合成甲醇已工业化,合成气合成C_2 含氧化合物和合成油的研究开发,有了很大的进展,若能研究成功由合成气合成异丁醇含量高的低碳醇,必将对我国合成气工业产生新的促进作用。 本文对ZrO_2 基催化剂上合成低碳醇和酮进行了系统研究。发现共沉淀制备的MnOx-ZrO_2(n(Mn):n(Zr)=1)催化剂具有较佳的CO 加氢生成异丁醇性能。加入适量的K 和Pd 显著提高了异丁醇收率。通过筛选,组成为1.5%Pd-1%K/MnOx-ZrO_2 的催化剂性能最好。该催化剂在673 K、8.0 MPa、10000 h~(-1) 条件下,异丁醇的时空收率达50.5 g/kg.h。反应条件对催化剂性能影响很大,提高压力可显著地增加异丁醇的收率。发现K 和Pd 促进的MnO_x-ZrO_2-ZnO 还是一个非常有效的催化乙醇反应生成2-戊酮的催化剂。在663 K、2.0 MP_a、N_2 空速10000h~(-1)、乙醇空速1 h~(-1) 条件下,乙醇转化率100%,2-戊酮选择性达到41.9%。 利用XRF、BET、XRD、UV Raman、CO_2-TPD、NH_3-TPD、FTIR 等多种表征技术对催化剂进行了表征,发现ZrO_2 表面的酸碱性对CO 加氢合成异丁醇有显著影响,只有在适宜的酸、碱位和强度条件下才有利于异丁醇的生成。适量Pd 的加入增加了催化剂对H_2 和CO 的吸附量,提高了异丁醇的时空收率。 采用分别向合成气中加入醇以及高温高压原位红外等表征手段研究了ZrO_2基催化剂上异丁醇的形成机理。发现CO 加氢合成低碳醇是经吸附甲酸盐中间体形成的。低碳醇的生成是以碳链增长形式进行的。COH α→CCOH 慢的α-插入反应是链增长的起始步骤,也是低碳醇合成反应的控制步骤。β-加成是生成异丁醇的主要反应。COHα→CCOHβ→CCCOHβ→CC(CH3)COH 是异丁醇的形成机理。 吸附乙醇的TPSR、FTIR 以及甲醇、乙醇、正丙醇在Pd-K/M_nO_x-ZrO_2-ZnO催化剂上的反应结果表明,该催化剂同时具有脱氢、羟醛缩合、脱水和加氢功能,支持了本论文提出的ZrO_2 基催化剂上异丁醇形成机理的合理性。   
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O643.32

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张雯娜;胡瑞生;杨延康;王景瑶;苏海全;;生物质基合成气合成低碳醇工艺及催化材料[J];化工进展;2012年S1期
2 寇永利;解红娟;刘广波;武应全;张欣悦;韩怡卓;Noritatsu Tsubaki;谭猗生;;ZnCr基催化剂煅烧温度对异丁醇合成性能的影响[J];燃料化学学报;2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 白永格;Cu/ZrO_2催化剂上合成气制低碳混合醇的研究[D];太原理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 童琨,刘崇微,刘金尧,杨光华;原位X射线衍射法研究合成低碳醇的Cu-Co-Al催化体系的活性物相[J];催化学报;1986年02期
2 王峰云,张慧,辛勤,吴世华,黄维平,戴丽珍,陆大勋,彭少逸;不同方法制备的Cu-Co低碳醇合成催化剂的比较研究Ⅰ.吸附态CO的红外光谱[J];催化学报;1994年02期
3 徐杰,王文祥,苏运来;沉淀法制备Fe-Ti系合成醇催化剂[J];催化学报;1994年06期
4 许世科,刘金尧,朱起明;低碳醇合成反应的中间物及其衍变动态研究[J];分子催化;1992年01期
5 徐慧珍,过中儒,王利盛;CO在Pd系双金属及其单金属催化剂上的吸脱附红外光谱[J];分子催化;1993年01期
6 储伟,A.KIENNEMANN,R.KIEFER,熊国兴;CoCuY催化体系上MoO_x的助剂作用和协同效应的研究[J];分子催化;1993年03期
7 姜涛,牛玉琴,钟炳;Zr-Mn-K催化剂超临界相合成甲醇与异丁醇的研究[J];分子催化;1999年01期
8 殷玉圣,赵丰刚,张皓;合成气合成低碳醇Cu系催化剂的研究[J];化学反应工程与工艺;2000年04期
9 姜涛,牛玉琴,钟炳;在Zn-Cr催化剂上超临界相合成低碳醇的链增长机理[J];燃料化学学报;2000年02期
10 吴贵升,赵宁,陈小平,任杰,孙予罕;CO/H_2在Cu/ZrO_2催化剂表面吸附行为原位红外表征[J];燃料化学学报;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱蕾;孙婷;宋启霞;刘申康;;锌-柠檬酸铵还原体系用于氢化偶氮苯合成[J];安徽大学学报(自然科学版);2012年01期
2 姚日生,陈民;乙醇-水混合溶剂法合成三溴苯酚[J];安徽化工;2000年01期
3 高和平;半煤渣处理间二氯苯生产废水的试验研究[J];安徽化工;2001年02期
4 陆庆松;高纯度苯乙腈及其衍生产品的制备[J];安徽化工;2001年03期
5 李俊辉;有机合成中间体1,2-环氧环己烷的开发与应用[J];安徽化工;2001年03期
6 王德法;间氨基酚生产与开发建议[J];安徽化工;2001年05期
7 何节玉;负载型硫酸钛催化合成醋酸丁酯[J];安徽化工;2002年01期
8 陆庆松,潘为胜;苯乙酸合成工艺述评[J];安徽化工;2002年04期
9 孔林,吴勇,夏兵;2-甲基苯并噁唑的合成[J];安徽化工;2003年04期
10 徐汝云,边侠玲;稀硫酸控制定向溴化合成2,4—二溴苯酚[J];安徽化工;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 艾臻;张靖;施云海;;醋酸甲酯和甲醇混合物的加盐萃取精馏分离过程的研究[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
2 杨国玉;朱海林;周文峰;蒋登高;;内标法测定环己烯氧化产物中环己烯和环氧环己烷含量[A];首届中国中西部地区色谱学术交流会暨仪器展览会论文集[C];2006年
3 杨利利;尹伟;王亚明;贾海峰;;一步法制二甲醚催化剂的研究进展[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
4 陈永生;于海滨;;生产频那酮新型环保工艺的研究[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年
5 赵美姿;;大孔弱碱性树脂对H酸吸附行为的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
6 黄建军;张博;朱建民;郑红朝;陈晓祥;;亚磷酸二甲酯—草甘膦联产尾气的连续回收[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年
7 张会菊;盛剑玉;陆霜;李红梅;彭新华;程广斌;;由2-硝基-4-乙酰氨基苯甲醚合成N-(3-氨基-4-甲氧基苯基)乙酰胺[A];第二届全国精细化工药物(医药、农药、兽药)中间体学术交流会论文专辑[C];2005年
8 李斌栋;吕春绪;;环己基苯基酮的合成新工艺[A];第二届全国精细化工药物(医药、农药、兽药)中间体学术交流会论文专辑[C];2005年
9 李雪梅;许宁;刘歆文;张春雷;邵敬铭;;HMCM-22的二氢吡喃衍生物水解性能研究[A];分子筛催化与纳米技术——分子筛协作组2006年学术年会论文集[C];2006年
10 张晓芸;贾虎生;;包碳修饰的纳米四方相氧化锆粉体及制备[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈丽;具有多重孔结构的MFI型分子筛的合成及其催化性能的研究[D];华东师范大学;2011年
2 鲁英;乌鲁木齐市生活饮用水中有机物现状及其类雌激素效应的研究[D];新疆医科大学;2010年
3 尹安远;新型纳米铜基催化材料的构筑及其在草酸二甲酯气相加氢反应中的应用研究[D];复旦大学;2011年
4 肖深初;三嗪卟啉衍生物的合成、表征及其生物活性研究[D];湖南大学;2009年
5 马静;生物粘合启发下渗透蒸发复合膜的制备与酯化反应强化[D];天津大学;2010年
6 史芸;Ti-MCM-41分子筛的合成、改性及其催化酯交换反应性能的研究[D];天津大学;2011年
7 周建国;含一氧化碳二元系统高压气液相平衡研究[D];天津大学;2011年
8 贺黎明;CO经草酸二乙酯合成乙二醇催化剂研究[D];北京化工大学;2011年
9 刘晓晖;负载型Pt催化剂在乙二醇水相催化重整制氢反应中的研究[D];华东理工大学;2011年
10 王犇;苯硝化生产硝基苯工艺危险性分析及爆炸事故热安全研究[D];青岛科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈晓冬;芳烃侧链的选择性氧化反应研究[D];浙江理工大学;2010年
2 王文天;Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能研究[D];郑州大学;2010年
3 王俊芳;两种有机化合物氧化反应机理的理论研究[D];辽宁师范大学;2010年
4 胡耀华;Pt/ZrO_2和SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3的制备及在硝基苯加氢重排过程中的应用[D];湘潭大学;2010年
5 于浩;糠醛催化法制四氢呋喃工艺研究[D];长春工业大学;2010年
6 唐鑫;吡唑啉类荧光化合物的合成与表征[D];长春工业大学;2010年
7 刘会杰;草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO_2催化剂改性研究[D];华东理工大学;2011年
8 张海健;甲胺基阿维菌素苯甲酸盐原药结晶工艺优化[D];华东理工大学;2010年
9 陈高明;CO_2加氢合成二甲醚Cu-Zn/HZSM-5催化剂的改性研究[D];昆明理工大学;2010年
10 张健;变压吸附法分离合成气中CO的吸附剂制备及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪景春,蔡水玉,远松月,李静,吴越;影响Cu-Co合成醇催化剂活性因素的研究[J];催化学报;1990年05期
2 赵宁,杨成,魏伟,王太英,孙予罕,张静,谢亚宁,胡天斗;焙烧温度对合成低碳醇用Cu/Mn/Ni/ZrO_2催化剂性能的影响[J];催化学报;2002年06期
3 何代平,丁云杰,尹红梅,朱何俊,熊健民,罗洪源;Pd对Zr-Mn-K催化CO加氢合成甲醇与异丁醇的影响[J];催化学报;2003年09期
4 马晓明;林国栋;张鸿斌;;碳纳米管促进的Co-Mo-K硫化物基催化剂用于合成气制低碳混合醇[J];催化学报;2006年11期
5 王峰云,黄家生,徐奕德,戴丽珍,陆大勋,彭少逸;不同方法制备的Cu-Co低碳醇含成催化剂的比较研究Ⅱ.H_2-TPD,CO-TPD及CO/H_2TPSR的研究[J];催化学报;1994年06期
6 刘源,胡泽善,钟炳,彭少逸;CuO/ZrO_2合成甲醇催化剂的TPR研究[J];催化学报;1996年03期
7 师江柳,刘金尧,朱起明,张鎏,张继炎;CuO/ZrO_2超细粒子催化剂的制备和物性结构表征Ⅰ.水凝胶pH值的影响[J];催化学报;1996年04期
8 师江柳,刘金尧,朱起明,张鎏,张继炎;CuO/ZrO_2超细粒子催化剂的制备和物性结构表征Ⅱ.煅烧温度的影响[J];催化学报;1996年04期
9 王峰云,陆大勋,彭少逸,戴丽珍;低碳醇合成Raney Cu-Co催化剂的表征[J];分子催化;1995年01期
10 周仁贤,蒋晓原,吕光烈,郑小明;CuO在ZrO_2上的分散状态及其对催化性能的影响[J];高等学校化学学报;1997年11期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 唐星星;钱胜涛;肖二飞;胡典明;孔渝华;;CO加氢合成低碳混合醇催化剂研究进展[J];广东化工;2010年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王世磊;生物质基合成气制醇类燃料的研究和过程设计[D];郑州大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐慧珍,王利盛,过中儒;CO在Pd-Pt/Al_2O_3及其单金属催化剂上的吸附型式[J];催化学报;1990年03期
2 徐杰,王文祥,张家灵;Cu-Co-Fe催化剂还原行为的研究[J];催化学报;1991年02期
3 徐慧珍,过中儒,王利盛;CO在Pd系双金属及其单金属催化剂上的吸脱附红外光谱[J];分子催化;1993年01期
4 吴贵升,陈小平,任杰,孙予罕;H_2,CO和H_2/CO在ZrO_2催化剂上吸附行为研究[J];高等学校化学学报;2000年09期
5 马新宾,许根慧,陈锦文,陈洪钫;CO气相催化偶联合成草酸二乙酯动力学[J];化工学报;1995年01期
6 夏云菊;刘金尧;;由合成气制备低碳混合醇钼基催化剂的研究[J];煤化工;1991年01期
7 刘金尧;夏云菊;孙乃健;朱起明;;CO+H_2合成低碳混合醇 Cu/ZnO/MgO(K)催化剂的研制及其催化性能考察[J];煤化工;1992年03期
8 刘淑琴,梁杰,余力;煤炭地下气化中控制CO_2含量的辅助气化工艺研究[J];煤炭转化;1999年04期
9 陈小平,赵宁,孙予罕,任杰,王秀芝,钟炳;F-T组元与CO加氢合成低碳醇[J];煤炭转化;1998年04期
10 戴丽珍,陈正华,顾金凯,牛玉琴,李煜,刘秀兰,薄潞红;一氧化碳加氢合成C_1-C_5醇[J];燃料化学学报;1986年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王延吉,张继炎,张鎏;高压复杂物系化学平衡计算——由合成气制低碳醇的热力学分析[J];高校化学工程学报;1991年04期
2 陈正华,牛玉琴,李煜,刘秀兰,薄潞红,杜明仙,张桂琴,李金成;合成气制低碳燃料醇工业侧线模试[J];燃料化学学报;1991年01期
3 苏运来,刘博,裴素朋,王向宇,刘中民;改性Fe-Cu催化剂上由合成气合成酮和醇(英文)[J];催化学报;2004年09期
4 胡剑利,朱起明,李晋鲁,袁乃驹;Cu/Zn/Mg/K合成低碳醇催化剂活性中心的研究[J];燃料化学学报;1991年03期
5 王峰云,张慧,辛勤,吴世华,黄维平,戴丽珍,陆大勋,彭少逸;不同方法制备的Cu-Co低碳醇合成催化剂的比较研究Ⅰ.吸附态CO的红外光谱[J];催化学报;1994年02期
6 崔艳丽,毛建卫;TPR法研究铜基添钾催化剂的还原特性[J];浙江化工;1997年03期
7 葛灵,刘晓勤,姚虎卿;低碳醇中水在分子筛上的吸附平衡与动力学[J];南京化工大学学报(自然科学版);1998年03期
8 李文怀,马玉刚,张侃,孙予罕,钟炳;煤基合成气合成低碳醇进展[J];煤化工;2003年05期
9 ;固定化脂肪酶催化合成脂肪酸低碳醇酯[J];石油化工;2004年02期
10 安炜,牛玉琴,陈正华;低碳醇合成中异丁醇形成机理及提高其收率的途径[J];燃料化学学报;1994年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭强胜;毛东森;俞俊;韩璐蓬;卢冠忠;;用于合成气制低碳醇的Ce改性的Cu-Fe催化剂的研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
2 胡虹;王昕;施力;;初探低碳醇一步法合成烃类衍生物[A];上海市石油学会中青年科技论文集(2007)[C];2007年
3 董鑫;梁雪莲;高旭敏;林国栋;张鸿斌;;CNTs促进Co-Cu-基低碳醇合成催化剂TPD、TPSR研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
4 杨成;林明桂;魏伟;孙予罕;;CO加氢合成醇-烯新型ZrO_2基催化剂研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
5 瞿勇;;合成气制低碳醇技术进展及前景分析[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
6 徐慧远;储伟;周俊;;CO加氢合成低碳醇用CuCo/SiO_2催化剂的反应性能研究[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(上册)[C];2008年
7 葛少辉;陆君;白永格;贺德华;;制备方法对Cu/ZrO_2催化CO加氢合成低碳醇性能的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
8 肖海成;李德宝;向明林;张健利;李文怀;孙予罕;;Fe改性K/MoS_2低碳醇催化剂的制备和预处理研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
9 闫世序;刘冬玲;;百草枯中毒毒理与治疗[A];第二届全国中毒与急诊救治学术研讨会汇编[C];2005年
10 杨晋安;牛玉琴;顾永达;;合成醇尖晶石催化剂电子显微学研究[A];第六次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1990年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 谭天伟;生物 柴油产业化指日可待[N];中国化工报;2002年
2 记者 吴金慧;我又创两项国际领先生物化工技术[N];中国化工报;2001年
3 通讯员 周健 记者 赵鹏璞 刘耀平;河南煤化集团启动3亿元科研基金[N];中国煤炭报;2010年
4 孙仪;走科技之路的“晨光人”[N];大众科技报;2008年
5 张蕊;清研利华“QY一步法”助力节能减排[N];中国改革报;2007年
6 唐玮婕 陆益峰 鲁米娜;生物柴油产业化的关键是规范[N];中国化工报;2006年
7 记者 彭展 通讯员 车峰;岳化开发出93号无铅汽油新品[N];中国石化报;2001年
8 刘方斌;生物柴油项目热让人担忧[N];中国化工报;2006年
9 记者 徐华;一生物燃油项目落户望都[N];河北日报;2006年
10 叶惠;清研利华生物柴油技术助力节能减排[N];大众科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王慧敏;合成气制低碳醇铑基催化剂的设计合成、性能及生态环境效应研究[D];内蒙古大学;2012年
2 季德春;一氧化碳水合制低碳醇反应研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
3 黄利宏;合成气催化转化制低碳醇用新型催化剂研究[D];四川大学;2006年
4 钱炜鑫;钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘迎;低碳醇—水体系的液液相行为及热力学模拟[D];青岛科技大学;2013年
2 张华瑞;Co改性的K/MoS_2催化剂的CO加氢合成低碳醇的研究[D];华东师范大学;2004年
3 刘云;新型Fe-Cu催化剂上合成气直接合成含氧有机物及纳米Fe-Cu催化材料的制备[D];郑州大学;2003年
4 邹金鑫;转化合成气制取低碳醇的研究[D];北京化工大学;2009年
5 符旭东;蔗糖氢解催化剂制备及活性研究[D];天津大学;2010年
6 裴艳红;碳酸二苯酯与低碳醇物系固液平衡研究[D];天津大学;2007年
7 宋翠红;TiO_2纳米晶溶胶的制备及其光致发光性质的研究[D];河北师范大学;2006年
8 董凤蕾;半间歇釜式反应器合成乙二醇单醚的研究[D];中国海洋大学;2008年
9 唐健红;烷烃—醇—醇体系相平衡数据的测定与关联[D];南京工业大学;2003年
10 伍上元;水氯镁石丁醇络合—氨螯合结晶脱水研究[D];中南大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026