非晶態(tài)催化劑Cu-ZnO-Al2O3-MnO2/HZSM-5二氧化碳加氫制備二甲醚的研究*

李春波，魏樹權(quán)，曲風(fēng)楓，吳雪紅，蔣晶潔，田 英

（1.哈爾濱師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150025；2.哈爾濱市第九中學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001）

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及汽車保有量的增加，大氣中CO2的含量逐年升高，由此引起的環(huán)境問題備受人們關(guān)注。CO2加氫直接合成二甲醚是近年來的研究熱點[1-3]。但是采用常規(guī)浸漬法制備的CuO-ZnOAl2O3/HZSM-5催化劑CO2轉(zhuǎn)化率較低，大約在25%[4]。本文在前期工作做的基礎(chǔ)上[5]，采用化學(xué)還原法制備了非晶態(tài)Cu-ZnO-Al2O3-MnO2/HZSM-5催化劑，考察了CO2加氫合成二甲醚催化活性，并用XRD、H2-TPR技術(shù)對催化劑進(jìn)行表征。

1 實驗部分

1.1 催化劑的制備

HZSM-5的制備：配置2 mol·L-1的NH4NO3溶液，加入一定量的分子篩即ZSM-5，放入80℃水浴中充分?jǐn)嚢?2h，過濾洗滌，110℃烘干。取出藥品后研磨，放入馬弗爐中以2～3℃·min-1的速度升溫至550℃恒溫3h。再重復(fù)兩次上述操作，可以得到本實驗中所使用的分子篩——HZSM-5。

載體的制備：取適量蒸餾水，加入一定量的Zn（NO3）2·6H2O 和 Al（NO3）3·9H2O,使之溶解。配置1mol·L-1的（NH4）2CO3溶液，將上述兩種溶液并流共沉淀于三頸燒瓶中，并注意調(diào)節(jié)（NH4）2CO3溶液的量使燒瓶中的pH值為7，繼續(xù)攪拌2h。加入一定量的HZSM-5作為脫水催化劑，靜止老化1h后，過濾洗滌，在110℃烘箱中烘干后研細(xì)，并放入馬弗爐中以2～3℃·min-1的速度升溫至360℃并焙燒4h。

非晶態(tài)銅基催化劑的制備：將上述方法制備的載體中放入經(jīng)過計算好質(zhì)量的 Cu（NO3）3·3H2O，加入適量的蒸餾水使之剛好沒過固體，靜止24h后抽濾洗滌，烘箱中烘干。然后滴加新配制的KBH4溶液，待反應(yīng)至無氣泡產(chǎn)生后，洗滌抽濾，并用無水乙醇置換3次后，壓片，過篩，篩選20～30目顆粒，最后保存在乙醇中備用。……