碳纳米管对CuO-ZnO-Ga2 O3/HZSM-5催化剂性能的影响

摘要

采用草酸共沉淀法分别制备了不同内径(2～5 nm、20～30 nm和大于50 nm)碳纳米管促进的CuO-ZnO-Ga2 O3/HZSM-5催化剂,将其用于CO2加氢制备二甲醚反应.在高压固定床管式反应器上进行催化性能测试,在反应温度260℃、压力3.0 MPa、空速1500 h-1条件下,考察不同内径碳纳米管对该催化剂催化反应性能的影响.通过XRD、N2等温吸附脱附、H2-TPR、NH3-TPD表征技术对催化剂结构及表面性质进行表征,研究不同内径的碳纳米管对催化剂结构及表面性质的影响.研究结果表明:不同内径碳纳米管的加入均提高了催化剂比表面积和平均孔径,促进活性组分的分散,降低了活性组分的晶粒尺寸,进而提高了催化性能.加入内径为2～5 nm和20～30 nm的碳纳米管后,增大了催化剂的总孔容和介孔孔容,而加入内径大于50 nm的碳纳米管使得二者均降低.当采用内径为20～30 nm的碳纳米管对催化剂进行修饰时,催化剂性能最佳,CO2的转化率、DME的选择性及收率分别为20.84％、54.79％和11.42％.