气相法合成碳酸二甲酯Cu-AC催化剂的失活原因.doc

文档介绍：
气相法合成碳酸二甲酯 Cu/AC 催化剂的失
活原因#
郑华艳,秦瑶,李忠,张国强,孟凡会**
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(太原理工大学煤科学与技术山西省和教育部重点实验室)
摘要:采用活性炭(AC)载体浸渍醋酸铜后热分解制得无氯 Cu/AC 催化剂,用于催化甲醇直
接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯,通过对不同失活程度的催化剂的物相组成和形貌进行
XRD、H2-TPR、AAS、XPS、O2-TPD 和 TEM 等表征,探讨其失活原因。发现反应 4 h 后,
催化剂表面主要为分散均匀的 Cu2O 活性物种,为反应的进行提供活性组分和晶格氧;随着
反应的进行,催化剂中 Cu2O 晶粒长大,其晶格氧脱附温度上升,晶格氧活化能升高,表面
吸附氧在 Cu 上转化为晶格氧的难度增加,活性组分 Cu2O 含量减少,使活性降低;同时,
活性 Cu 物种在反应过程中发生部分聚集也加速了催化剂的失活速率。另外,气相 O2 转化
为表面吸附氧后难以进一步转化为晶格氧,使得表面吸附氧浓度增加,一方面使活性组分
Cu2O 氧化为 CuO 导致活性降低,另一方面氧化 CO 和甲醇使副产物甲酸甲酯(MF)含量升高。
关键词:催化剂工程;铜基催化剂;无氯;失活原因;氧化羰基化
中图分类号:
Deactivation analysis of Cu/AC catalyst for dimethyl
carbonate synthesis by gas-phase oxidative carbonylation of
methanol
Zheng Huayan, Qin Yao, Li Zhong, Zhang Guoqiang, Meng Fanhui
(Key Laboratory of Coal Science and Technology, Ministry of Education and Shanxi Province,
Taiyuan University of Technology, Taiyuan, 030024)
Abstract: The chloride-free copper-based/AC catalyst was prepared via pyrolysis of copper
acetate supported on activated carbon Cu(CH3COO)2/AC by the incipient wetness impregnation
method and used to catalyze vapor-phase oxycarbonylation of methanol to dimethyl carbonate
(DMC). The position and morphology of the catalysts with different reaction time
were characterized by means of X-ray diffraction, H2 temperature-programmed reduction ,
Atomic absorption Spectrometry, X-ray photo