摘要
近年来，原油消费的逐年增加对能源消费结构产生巨大的影响，为了减轻对进口原油的依赖，应对世界环境变化，利用我国丰富的煤炭资源由合成气转变为高附加值的化学品便具有了极高的研究价值与广阔的工业应用前景。 课题组前期研究发现CuAl2O4尖晶石存在于CuZnAl浆状催化剂时，可以调变CO加氢性能，且改变制备方法和铜源显著影响尖晶石的结构和催化性能，但是目前对浆状催化剂中CuAl2O4含量无法进行定量分析，同时影响CuAl2O4尖晶石表面富集度及其分解能力的因素尚不明确。因此，本文首先通过溶胶凝胶法制备不同CuAl配比的CuAl2O4尖晶石，探究CuAl配比对CuAl2O4尖晶石表面富集度及分解能力的影响；其次，将所制尖晶石与CuZnAl催化剂前驱体复合，探寻复合浆状催化剂中CuAl2O4尖晶石的表面富集度在催化合成气转化过程中所发挥的作用；最后在保证Cu∶Zn∶Al总比例固定的前提下，考察CuAl2O4尖晶石与CuZnAl催化剂前驱体的最佳复合比例，获取二者协同作用对复合浆状催化剂尖晶石表面富集度以及浆态床CO加氢性能的影响。通过相结构与晶粒尺寸分析、织构性质分析、形貌分析、表面酸性分析、还原性能分析以及表面结构分析，并结合活性评价结果得出以下结论： 1.尖晶石表面富集度影响产物中总醇和二甲醚选择性。尖晶石表面富集度低的催化剂总醇选择性较高，而尖晶石表面富集度高的催化剂二甲醚选择性较高。 2.CuAl组分配比对于尖晶石的结构有一定的影响。适宜的配比有利于提高催化剂中易还原尖晶石的占比，促进CuAl2O4尖晶石的分解，从而降低尖晶石的表面富集度，提高产物中醇的选择性。 3.维持复合浆状催化剂中Cu∶Zn∶Al=2∶1∶4，CuAl2O4尖晶石与CuZnAl催化剂前驱体复合存在最佳比例。0.04mol尖晶石与其对应CuZnAl催化剂前驱体形成的复合浆状催化剂具有较高的比表面积及孔容，存在更多的可还原Cu物种，且尖晶石的表面富集度最低，醇选择性最高。 4.CuAl2O4尖晶石促进CO转化。尖晶石中Cu组分配比提高，CO转化率呈现上升趋势，而提高CuAl2O4尖晶石在复合浆状催化剂中的占比，CO转化率也随之增加。
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