Co和Zn改性H-MOR及其二甲醚羰基化反应性能
2021-01-23钱炜鑫马宏方盛海兵张海涛应卫勇
天然气化工—C1化学与化工 2020年6期
赵 鹏,钱炜鑫,马宏方,盛海兵,张海涛,应卫勇
(华东理工大学 化工学院 大型工业反应器工程教育部工程研究中心 化学工程联合国家重点实验室,上海200237)
乙醇是一种环境友好型能源,可作为燃油替代品和添加剂。 鉴于我国石油资源匮乏、煤炭资源相对丰富,发展由煤制合成气[1]生成乙醇的新工艺具有重要意义。 现阶段,该工艺的难点集中在二甲醚(DME)羰基化催化剂的开发。 文献[2-4]对此进行了系统深入的研究, 提出丝光沸石具备最佳的催化性能。 在丝光沸石上DME羰基化反应具有区域限制性,这可归因于八元环孔道较小的尺寸和独特的取向。 量子化学的研究结果[5]表明,八元环中的T3-O33位点是DME羰基化反应的主要活性位,而十二元环中的T4位点则是引发积炭的根本原因[6,7]。 该反应的机理简化如下:DME分子在布朗酸位的作用下断裂产生甲氧基,CO插入甲氧基形成乙酰基, 最后乙酰基与另一个DME分子反应生成乙酸甲酯(MA)。
近年来,金属改性丝光沸石用于DME羰基化反应成为了研究的热点[8]。Zhan等[9]将Cu掺入丝光沸石中强化了对CO和DME的吸附, 同时Cu0与桥连的羟基构成了一个多位活性中心,从而改善了催化剂的反应性能。 在Cu/H-MOR催化剂中添加Zn,不仅保持了Cu的稳定和分散,而且抑制了焦炭的生成[10]。 Ma等[11]将Co交换到丝光沸石中也取得了显著的效果。此外,Zn也被用于提高丝光沸石的活性和稳定性[12]。目前,Co-Zn双金属改性的丝光沸石催化剂用于DME羰基化反应的研究报道很少。 本文采用水热合……
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