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焙烧高岭土催化剂对催化甲醇制二甲醚性能的影响

2021-05-13刘丽娜

工业催化 2021年3期
关键词:催化剂结构

王 鼎,刘丽娜

(1.榆林职业技术学院化工学院,陕西 榆林 719000;2.榆林学院化学与化工学院,陕西 榆林 719000)

二甲醚CDME常温、常压下为无色气态物质,有醚的香味,且毒性较低,也是一种含氧量高的燃料物质[1-2]。二甲醚作为一种新型清洁燃料可代替传统的能源柴油和天然气,因此在当今世界能源资源短缺的形势下其应用前景十分广阔[3]。早期合成的二甲醚通常是在强酸作用下实现,如今合成二甲醚的方法多采用合成气直接合成法,也就是甲醇合成和脱水反应同时进行,所用催化剂的活性组分同时具备甲醇合成和脱水两种功能,其中 Cu、Zn组分用于甲醇合成,酸性组分如γ-Al2O3或HZSM-5被用来使甲醇进一步脱水形成DME[4-5]。Catizzone E等[6-7]认为,在酸作为催化剂时,甲醇脱水反应复杂,涉及多个反应,而且产物组分多样,包括氢气、甲烷及烯烃类、芳烃类等。高岭土是一类经济廉价又来源广泛的天然黏土矿物,已有研究证明,高岭土是很有效的光催化剂载体,可以促进反应过程中的质量传递,改善光催化反应效率[8]。焙烧温度(700~850)℃时,高岭石结构中的Al-O八面体脱除羟基生成了偏高岭石,由晶态有序结构转变为非晶态无定型结构,Al原子由6配位逐渐转化为4或5配位,因此活性氧化铝组分含量增加[9];当焙烧温度超过850 ℃,偏高岭石转化为尖晶石,尖晶石的稳定结构固定了其结构中的 Al,导致活性Al2O3含量降低,而活性 SiO2含量增加[10]。

1 试验部分

1.1 原料、试剂和仪器

高岭土,内蒙古鄂尔多斯;甲醇,分析纯,天津市科盟化工工贸有限公司。……

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