二氧化碳加氢制烯烃催化剂的设计合成与表征 化学工程与工艺专业

CO2加氢制烯烃催化剂的设计合成与表征摘 要近几年空气中 CO2的浓度持续升高，并且对气候产生了较大的影响，因此 CO2的利用引起了研究者们的极大关注。将丰富，经济，可循环的 CO2转化成高附加值的低碳烯烃不仅可以减轻对环境的影响，同时可以缓解能源紧张的问题。CO2催化加氢合成具有高附加值的烯烃，不仅可以有效缓解大气中 CO2引起的温室效应等一系列环境问题，又提供了除石油路线外，一种合成烯烃的新的途径，能够同时缓解资源问题。本论文从可以同时催化逆水煤气变换反应(RWGS)和费托合成反应(F-T)的铁基催化剂出发，研究了五种不同的铁基催化剂的形貌、物理和化学性质，并且评价了它们对于 CO2加氢制烯烃的性能。本文中设计合成了五种催化剂，分别是：长度在 100 nm 左右，宽度在 10 nm 左右的纳米棒状 γ-Fe2O3、长度在 100 nm 左右，宽度在 10 nm 左右的纳米棒状α-Fe2O3、粒径在 150 nm 左右的块状的 α-Fe2O3，以及负载在 γ-Al2O3 上的 α-Fe2O3和负载在 γ-Al2O3上的 γ-Fe2O3。这五种催化剂具有不同的形貌，在催化性能上也有各自的不同特点。本论文通过各种手段详细表征了材料的性质，同时也通过固定床评价了他们的 CO2加氢性能。本文通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X 射线衍射(XRD)、原位 X 射线衍射(in-situ-XRD)等手段，表征了合成的材料。同时也表征了固定床评价过后的催化剂，来探索催化剂在 CO2加氢反应中的变化。关键词：CO2加氢；氧化铁；催化新材料- I -二氧化碳加氢制烯烃催化剂的设计合成与表征Catalyst design, synthesis and characterization, and CO2 hydrogenation to olfinsAbstractCarbon dioxide utilization have recently attracted considerable attentions because of the increasing concentration of CO2 in the atmosphere and its negative effects on climate. The re-use of CO2, which is an abundant, economical and renewable feedstock, into valuable chemicals contributes to both climate change mitigation and energy crisis alleviation. In this paper, the morphology, physical and chemical properties of five different iron-based catalysts were studied from the iron-based catalysts which can catalyze the reverse wat...