硫化钼基负载型催化剂的制备及其合成气制低碳醇性能研究

【摘要】：低碳醇（HA）有着广泛的应用市场和良好的发展前景，其中通过合成气直接转化制低碳醇具有很大的发展潜力。针对钼硫化物基催化剂活性和醇选择性不足的问题，本文通过制备方法和载体改性提高催化剂的低碳醇合成（HAS）性能。本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）包覆的多钼酸簇为前驱体，以MgAl复合金属氧化物（MMO）为载体，采用水热法制备了系列K,Ni-xMo/MMO材料。通过调节钼与载体之间的相互作用，实现了钼的均匀分布和硫化钼晶粒尺寸及堆积程度的调控，暴露出更多与添加剂镍相互作用的边缘活性位点。形成的紧密接触的NiS_x和Ni双活性位在HAS反应中表现出高效的协同效应，促进了催化剂活性和醇选择性的提高，一氧化碳转化率和混合醇收率明显提高，C_(2+)低碳醇的时空产率（STY）为253mg/gh，分别是分步浸渍法和共浸渍法制备的催化剂的3.2倍和1.51倍。论文还通过碱溶液刻蚀调控三金属复合氧化物（MMO）表面酸碱度，并以其为载体制备了系列K，Mo/MMO-x材料。催化剂表面酸碱度的平衡对HAS活性和醇选择性起着至关重要的作用，酸性有助于提高一氧化碳转化率，而碱性对于醇生成相关反应是必不可少的。碱性中心数量的增加、酸性中心数量的抑制可以提高C_(2+)醇的选择性；碱处理改变了载体的结构性质和表面酸碱性，优化了钼组分的分散性和金属-载体相互作用，提高了催化剂的硫化程度，进一步提高了催化剂的C_(2+)醇的时空产率。