微反应器中水层对Cu-Zn共沉淀过程的影响

摘要

探索了利用扩散反应的耦合制备更均匀的铜锌共沉淀物的方法.通过在微反应器中引入水层并调节水层占总流量的比例,制得了高催化活性的Cu/ZnO共沉淀催化剂.采用高倍电镜线扫(HRTEM/EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、N2O 化学反应法分析催化剂微结构的差异以及演变关系.结果显示,水层占比增加,初始沉淀物Cu-Zn分布更加均匀,陈化得到的前体中锌含量增大,焙烧得到的氧化物CuO和ZnO 接触面积增加,相互作用力不断增强,最终提升了催化剂催化活性.通过模型数值分析发现,Zn2+较快的扩散速率部分抵消了其反应速率慢导致的不均匀性;随着水层占比增加,形成均匀沉淀的扩散-反应动态平衡区域增加,产物中均匀沉淀物的比例得以提高.