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通过疏水性镓改性铜催化剂将 CO2 选择性转化为二甲醚

开心的月饼 2024-01-02 08:50:50 健康养生

将CO 2和H 2选择性转化为有价值的化学品和燃料是碳回收的一条有前途的途径。已经开发了多种CO 2加氢生产甲醇、高级醇、二甲醚(DME)、芳烃、烃和烯烃的路线。在这些产品中,二甲醚因其无毒、无腐蚀性而备受关注,已被用作工业中的平台化学品、氢的载体和燃料的添加剂。

通过疏水性镓改性铜催化剂将 CO2 选择性转化为二甲醚

已经合成了一系列用于通过级联催化将CO 2直接加氢生成DME的催化剂,包括在负载型铜催化剂上甲醇合成和甲醇缩合生成DME 。然而,只有在CO 2转化率较低的情况下才能实现高DME选择性,导致单程生产率较差。

当CO 2转化率增加时,产生大量的CO、甲醇和碳氢化合物副产物。最近的趋势是通过双功能催化剂(例如酸氧化物负载的铜纳米粒子)将CO 2转化为DME ,但其性能仍然不令人满意。此外,铜纳米粒子在催化过程中会发生烧结,导致耐久性较差。

最近,由中国浙江大学肖丰寿教授和王亮教授领导的研究小组通过开发一种高活性、选择性和耐用的铜纳米粒子催化剂来克服这些限制,用于将CO 2转化为DME。这是通过将 Cu 纳米颗粒负载到疏水性和 Ga 改性的二氧化硅载体上来实现的。Ga修饰的二氧化硅为甲醇脱水生成DME提供了适度的酸性,这阻碍了烃类的深度脱水。

重要的是,疏水性催化剂表面有效地阻碍了通常由水和甲醇引发的铜纳米颗粒的烧结。结果表明,在反应条件(6000 mL g cat –1 ·h –1、3 MPa、240 ℃)下,CO 2转化率为9.7%,DME和甲醇选择性分别为59.3%和28.4%,CO选择性为只获得了11.3%。在100小时的连续评价中,性能保持良好,没有任何失活趋势,优于一般的负载型Cu催化剂。


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