ZrCdOx/SAPO-18双功能催化剂催化CO2加氢合成低碳烯烃性能

摘要

采用并流共沉淀法制备了不同Zr/Cd原子比(nZr/Cd)的ZrCdOx金属氧化物,并与水热法制备的不同硅铝比(nSiO2/nAl2O3)的片状SAPO-18分子筛物理混合制得ZrCdOx/SAPO-18双功能催化剂,研究了其催化CO2加氢直接合成低碳烯烃性能.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了分析.与单一ZrO2相比,引入CdO使得ZrCdOx比表面积下降,当nZr/nCd=8时制备的Zr8Cd1氧化物呈现出无定形小颗粒状,Zr与Cd之间较强的协同作用使得ZrCdOx氧化物产生了更多的氧空位,有利于CO2的吸附活化.通过对Zr8Cd1金属氧化物与SAPO-18(硅铝比0.1)的质量比、工艺反应温度、压力和空速对催化性能影响的考察,获得了最佳反应条件.研究还发现,当SAPO-18的硅铝比从0.1降为0.01时,BrΦnsted酸含量降低,产物中烯烃/烷烃物质的量之比从18.6提高至37.2,但副产物CO含量迅速增加,低碳烯烃时空收率明显下降.