近年來,我國煤基甲醇工業(yè)發(fā)展迅速,導(dǎo)致甲醇產(chǎn)能過剩。甲醇可轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品甲酸甲酯。甲酸甲酯生產(chǎn)早已工業(yè)化,產(chǎn)能不能滿足需求,傳統(tǒng)工藝能耗高、不環(huán)保。因此,以甲醇為反應(yīng)物,綠色清潔的氧氣為氧化劑,制備出同時具有氧化活性位點(diǎn)和酸性活性位點(diǎn)的負(fù)載型雙功能催化劑可實(shí)現(xiàn)甲醇液相選擇性氧化直接生成甲酸甲酯,催化效果良好,該法縮短步驟、降低能耗、綠色高效,催化劑經(jīng)過離心、過濾等方式可實(shí)現(xiàn)其回收再利用。本論文通過焙燒擬薄水鋁石制備出載體γ-Al2O3,用溶膠凝膠法將貴金屬Pd、Au等負(fù)載在γ-Al2O3載體上制備Pd/γ-Al2O3和雙金屬Pd-Au/γ-Al2O3催化劑,對其進(jìn)行XRD、XPS、BET和TEM表征,將制備出的Pd基催化劑和雙金屬Pd-Au催化劑應(yīng)用于甲醇液相選擇性氧化生成甲酸甲酯反應(yīng),評價其催化性能,并優(yōu)化反應(yīng)條件。其主要結(jié)果如下:1、通過溶膠凝膠法制備出Pd/γ-Al2O3催化劑,Pd顆粒均一,平均為6.85 nm。評價其催化性能,優(yōu)化反應(yīng)條件,確定Pd最優(yōu)負(fù)載量2wt%,最優(yōu)用量40 mg,最優(yōu)溫度150℃,最優(yōu)壓力2MPa,最優(yōu)時間2h,此時,甲醇轉(zhuǎn)化率為50.51%,甲酸甲酯選擇性為66.46%,甲酸甲酯收率為33.56%,對催化劑進(jìn)行5次重復(fù)測試,5次后甲醇轉(zhuǎn)化率、甲酸甲酯選擇性降低不多。這說明催化劑重復(fù)使用性能良好。2、通過溶膠凝膠法制備出Pd-Au/γ-Al203催化劑,Pd-Au合金粒徑均一,平均為7.3nm。評價Pd-Au/γ-Al203催化劑催化性能,優(yōu)化反應(yīng)條件,確定最優(yōu)負(fù)載量為2wt%Pd-1wt%Au,最優(yōu)用量20mg,最優(yōu)溫度150℃,最優(yōu)壓力1.5 MPa,最優(yōu)時間2 h,此時,甲醇的轉(zhuǎn)化率62.11%,甲酸甲酯的選擇性68.14%,甲酸甲酯的收率42.32%,對催化劑進(jìn)行了 5次重復(fù)測試,5次后MF的收率從42.32%變?yōu)?0.54%,這說明了2wt%Pd-1 wt%Au/γ-Al2O3催化劑重復(fù)使用性能優(yōu)異。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;TQ225.24
【部分圖文】：

化和測試改性催化劑重復(fù)使用性。??２．５．１催化劑性能評價裝置??本論文中對所制備出的催化劑均是在圖２－３中的高壓反應(yīng)裝置中來評價催化劑催??化性能。??２３??

３．２．１．２?Ｐｄ／Ｙ＿Ａｈ〇３?催化劑的?ＢＥＴ?表征??對制備出的２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑進(jìn)行氮?dú)馕摳奖碚鳎?shù)據(jù)進(jìn)行整理做??出其氮?dú)馕摳降葴鼐�，如下圖３－３所示，依據(jù)ＩＵＰＡＣ的物理吸附等溫線分類，制備??出的２ｗｔ％Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的吸脫附等溫線屬于第ＩＶ類，且具有明顯的遲滯環(huán)，屬??于Ｈ３遲滯環(huán)，在相對壓力接近于飽和蒸氣壓時，沒有達(dá)到平衡，這表明該催化劑具??有片狀顆粒形成的狹縫狀孔。下表３－２列出了?２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的比表面積和??孔體積數(shù)據(jù)，通過分析表中數(shù)據(jù)，２ｗｔ％Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑的ＢＥＴ比表面積、孔體積??與ｙ－ａｉ２ｏ３載體相比減少，這說明了負(fù)載的Ｐｄ納米晶粒占據(jù)一些孔道，因而使載體的??比表面積、孔容下降。２ｗｔ％?Ｐｄ／ｙ－Ａｈ〇３催化劑孔容為１．２５?ｃｍ３ｇ－１，孔尺寸為１７．１６ｎｍ，??屬于介孔，ＢＥＴ比表面積為２４５?ｍ２／ｇ。??２９??

３．２．２．１?ＰｄＡ／－Ａｌ２〇３?催化劑的?ＴＥＭ?表征??為了觀察Ｐｄ納米顆粒在Ｙ－Ａ１２０３載體上的分散情況和Ｐｄ納米顆粒大小，于是對??２ｗｔ％?Ｐｄ／Ｙ－Ａｌ２０３催化劑做了?ＴＥＭ表征。２ｗｔ％?Ｐｄ／ｙ－Ａｌ２〇３的ＴＥＭ表征結(jié)果如圖３－４??所示，從圖３－４中能看出７－Ａｌ２０３載體的結(jié)構(gòu)為片狀，小黑點(diǎn)為負(fù)載在Ｙ－Ａ１２０３載體表??面上和孔道內(nèi)的Ｐｄ納米顆粒，通過對以下４張ＴＥＭ圖分析，可以判斷出負(fù)載在Ｙ－Ａｌ２〇３??載體上的Ｐｄ納米顆粒大小基本一致
【參考文獻(xiàn)】

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1 武建兵;吳志偉;王瑞義;師瑞萍;秦張峰;朱華青;董梅;樊衛(wèi)斌;王建國;;甲醇制備甲酸甲酯、甲縮醛和聚甲醛二甲醚的催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2015年07期

2 陳文龍;劉海超;;甲醇脫氫和選擇氧化制備甲酸甲酯的催化劑與反應(yīng)路徑[J];科學(xué)通報;2015年16期

3 韋勇;;中國甲醇市場分析與趨勢展望[J];化肥工業(yè);2014年05期

4 師瑞萍;王輝;朱華青;吳志偉;秦張峰;樊衛(wèi)斌;王建國;;不同溫度焙燒的Au-Pd/SiO_2催化劑上甲醇選擇性氧化制備甲酸甲酯[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2012年08期

5 葛少英;楊銳;;淺談我國的煤制甲醇技術(shù)[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2011年10期

6 谷小虎;曹敏;王蘭甫;馬嫚;;中國煤制甲醇產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[J];潔凈煤技術(shù);2008年06期

7 張勇,黃印玉,黃佐華,蔣德明;汽油機(jī)燃用汽油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能與排放研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2005年05期

8 任毅,黃佐華,蔣德明,劉亮欣;柴油機(jī)燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的燃燒特性研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;2005年02期

9 樊曉東;甲酸甲酯合成技術(shù)進(jìn)展[J];江蘇化工;2004年05期

10 任毅,黃佐華,蔣德明,劉亮欣;柴油機(jī)燃用柴油/二甲氧基甲烷混合燃料的性能與排放研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;2004年05期

本文編號：2870662