基于生物模板制备二氧化碳加氢反应的Cu/ZnO催化剂

• 作者: 蔡中杰 田盼 黄忠亮 黄猛 黄加乐 詹国武 李清彪
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 生物模板 CO2加氢 Cu/ZnO催化剂 Cu-ZnO界面 稳定性
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 3668-3679
• 页数: 11页
• 分类号: TQ018
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201893

摘要

采用油菜花粉作为生物模板制备了具有多层次孔结构的ZnO，再通过浸渍还原法将Cu负载于ZnO上制备了具有不同结构的Cu/ZnO负载型催化剂(bio-CZ-500)，研究发现在500℃条件下焙烧制备的bio-CZ-500催化剂在CO2加氢反应中经过100h测试活性几乎不变，同时甲醇选择性高达81%。相比之下，无生物模板制备的Cu/ZnO催化剂显示出较低甲醇选择性(50%)，且催化剂在12h内快速失活。通过透射电镜、扫描电镜、氮气吸脱附、红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、接触角测试、程序升温等表征技术揭示了bio-CZ-500催化剂具有多级孔碳结构、丰富的Cu-ZnO活性界面和较高的水接触角。催化剂的弱亲水性加快了副产物水的扩散，促进了中间体分解制甲醇，同时抑制了铜颗粒的烧结失活，从而提高甲醇的选择性与催化剂的稳定性。该工作为制备高效稳定的Cu基工业催化剂提供了新方法。