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http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-LNHG197702017.htm
http://www.wcoat.com/viewthread-88928.html

随着研究的深入发展，许多新的催化剂体系被开发，其中铜基催化剂占重要地位，如CuO-ZnO-A12O3，CuO-ZnO-M2O3-K2O(M∶A1，Cr，Mn，V等)体系，CuO-NiO-TiO2体系，CuO-Co3O4-M2O3-K2O (M∶A1，Cr，Mn，V，Fe等)体系等，其中CuO-ZnO-Al2O3催化剂对甲醇的合成，无论是物理性质还是其表面对CO的有效化学吸附能力均表现良好，这一体系的催化剂比只是简单的将三种物质进行混合时有更高的催化活性．经研究表明这一体系最适宜的化学成分为Cu∶Zn∶A1=60∶35∶5(％)，对于Cu-ZnO-A12O3系催化剂，如果加入Cr则表现出良好的助催作用，经分析知，在Cu-ZnO- A12O3催化剂中仅须加入1％的铬就可以提高催化活性30％左右，可大大降低含铬催化剂在制备过程中和失效催化剂在处理过程中铬对环境的影响。

对于多相催化作用，物质表面的特殊化学性质，反映了固体体系的化学性质，影响了催化剂表面的催化活性，在研究中，低压合成甲醇用的Cu/ZnO基催化剂的活性位问题是人们争论的焦点。

2.1 活性位问题

在用沉淀法制备催化剂的研究中，人们提出了关于活性位的两种不同观点：一种以ICI为代表的Cu0观点，认为金属铜是低压低温甲醇合成催化剂的惟一有效部分，另一种观点认为真正起催化作用的是部分CuO。

近年来，采用了一种完全不同于通常沉淀法制备铜基甲醇合成催化剂的AHTD法，成功制得了具有良好活性和选择性的铜基甲醇合成催化剂，制备方法是：按不同组成配制铜锌硝酸盐水溶液，用压缩空气法将其雾化散落到450℃的分解器中固化分解，即可得到混合氧化物固体粉末催化剂，对一系列AHTD法制得的Cu/ZnO催化剂进行了CO的TPD法实验，表明Cu/ZnO催化剂在300℃以下都有一个明显的脱附峰，在300℃以上都有较大的脱附峰。Klier等认为，CO加氧反应在催化体系中存在协同催化作用．少量CO2(或H2O)对反应有明显促进作用，因为CO是吸附在ZnO表面晶格上的Cu+上进行加氧的，CO2的存在有利于维持ZnO表面的Cu+化学价态，因此推测在CO/H2原料气中，AHTD法制得的Cu/ZnO催化活性位是Cu+。

将催化剂铜基表面积分别与催化剂在CO2/CO/H2和CO/H2两种原料气中的活性进行了一元线性回归，结果表明在含CO2的原料气中催化剂活性与铜基表面积有良好的相关性，并且相关系数大于无CO2的原料气中的相关法，这说明含CO2的原料气中，铜表面积起的作用大于不含CO2的原料气中所起的作用，由此推测在CO2//CO/H2原料气中，金属铜Cu0是一种活性组分。

用Raney法研制了Cu-Zn-Al合成催化剂，并将其用于CO/H2合成甲醇反应中，反应条件的试验结果表明，在反应温度为270℃，压力为50～80kg/cm3，原料气空速8000～10000h-1，H2/CO体积比为1.5～3.0的条件下，此催化剂对合成甲醇反应具有较好的活性和稳定性．在270℃。50kg/cm3条件下，时空收率可达2.0mL /mL·cat·h，在70kg/cm3压力下时空收率为3.4mL/mL·cat·h，在连续几天的稳定性实验中活性稳定．在三相床搅拌釜中连续九天的运转结果表明，此催化剂具有良好的耐磨性．X射线结果表明催化剂的活性成分为Cu0。

2.2 添加助剂K

低压合成甲醇的CuO-ZnO-A12O3催化剂经碱金属(如钾)改性后获得很有工业化前途的低碳醇催化剂，在此催化体系上，CO/H2合成产物以甲醇为主，另外发现钾在催化剂中存在一最佳含量(大约1％左右)，用XPS对混合醇合成用Cu-Zn-Al-K催化剂的表面状态及钾的作用进行了考察，Cu-Zn-Al—K和Cu-Zn-K两类催化剂样品采用Cu，Zn及Al的硝酸盐与Na2CO3水溶液共沉淀母体，两母体组成为Cu∶Zn∶Al=45∶45∶10(原子百分比)和Cu∶Zn=50∶50(原子百分比)，母体经去离子水洗涤，过滤至Na+消失，然后在333K干燥一夜，再在625K空气中焙烧3h，再经压片、粉碎、筛分成20～40目颗粒，然后用不同浓度的K2CO3水溶液等体积浸渍，经干燥煅烧后获得一系列不同钾含量的催化剂样品，铜基催化剂浸钾后，催化剂比表面积下降，还原温度降低，通过改变浸钾量可以在一定程度上调节活性单元的数量和比例，从而提高催化剂的活性。

2.3 添加助剂ZrO2

具有独特性质的ZrO2近年来在催化领域颇受关注，其化学稳定性好，表面同时具有酸性、碱性及氧化性、还原性，它又是P-半导体，易产生氧空穴，因此引起催化工作者的广泛关注，CuO/ZrO2和Cu/ZnO/Al2O3类似，对CO/H2合成甲醇具有较高的活性和选择性，据报道，当铜负载量小时，单位质量铜上甲醇产率在CuO/ZrO2上要比Cu/ZnO上的高．同时反应温度对催化剂的活性和选择性有较大的影响，ZrO2的功能函数比铜高，相互作用的结果可能导致铜处于类似缺电状态，因此提高了对CO或H2的吸附能力，从而提高了催化剂的活性，高分数的铜担载于ZrO2上，有利于产生这种相互作用，超细粒子ZrO2浸铜以后，活性大幅度提高，转换率比纯铜提高10倍，X射线光电子能谱法研究表明：ZrO2成分的增多，甲醇产率不断提高，另据数据表明：催化剂的CuO/ZrO2气凝胶表面积还在一定程度上与催化剂活性有关。

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随着研究的深入发展，许多新的催化剂体系被开发，其中铜基催化剂占重要地位，如CuO-ZnO-A12O3，CuO-ZnO-M2O3-K2O(M∶A1，Cr，Mn，V等)体系，CuO-NiO-TiO2体系，CuO-Co3O4-M2O3-K2O (M∶A1，Cr，Mn，V，Fe等)体系等，其中CuO-ZnO-Al2O3催化剂对甲醇的合成，无论是物理性质还是其表面对CO的有效化学吸附能力均表现良好，这一体系的催化剂比只是简单的将三种物质进行混合时有更高的催化活性．经研究表明这一体系最适宜的化学成分为Cu∶Zn∶A1=60∶35∶5(％)，对于Cu-ZnO-A12O3系催化剂，如果加入Cr则表现出良好的助催作用，经分析知，在Cu-ZnO- A12O3催化剂中仅须加入1％的铬就可以提高催化活性30％左右，可大大降低含铬催化剂在制备过程中和失效催化剂在处理过程中铬对环境的影响。

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