Al组分含量对CuZnAl催化剂CO加氢制乙醇和高级醇性能影响

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作者 高梦迪 武璐瑶 +1 位作者 郝家荣 黄伟 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第8期28-37,88,共11页

随着原油储量的减少和环境问题的加剧,迫切需要寻找生产燃料和化学品的新技术。Cu基催化剂是合成气直接制乙醇和高级醇(C_(2+)醇)的重要催化剂之一,但存在目标产物选择性低的问题。采用完全液相法制备了一系列不同Al组分含量(n(Al)/n(Zn... 随着原油储量的减少和环境问题的加剧,迫切需要寻找生产燃料和化学品的新技术。Cu基催化剂是合成气直接制乙醇和高级醇(C_(2+)醇)的重要催化剂之一,但存在目标产物选择性低的问题。采用完全液相法制备了一系列不同Al组分含量(n(Al)/n(Zn)计)的CuZnAl催化剂(Cat-Alx),结合X射线衍射、N_(2)吸/脱附和H_(2)-程序升温还原等对催化剂的物相组成、织构性质和还原性能等进行了表征。在模拟浆态床反应器中研究了Cat-Alx对CO加氢制乙醇和C_(2+)醇反应的催化性能。结果表明,Cat-Al0.8表面具有最丰富的Cu^(+)物种以及较多的氧空位,表现出相对最优的催化性能。在280℃、4 MPa和V(H_(2))/V(CO)=2/1的条件下反应24 h,Cat-Al0.8的CO转化率为18.45%,总醇选择性为30.34%,乙醇在总醇中的占比为30.19%,C_(2+)醇在总醇中的占比为48.08%。 展开更多

关键词 Al组分含量 CuZnAl催化剂 完全液相法 乙醇 高级醇

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Fe对完全液相法CuZnAl催化剂合成低碳醇的影响 被引量：4

2

作者 刘超波 栾春晖 +2 位作者 崔燕 田慧辉 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期26-29,44,共5页

考察了Fe作为助剂对完全液相法制备CuZnAl合成低碳醇催化剂结构及性能的影响。催化剂的制备是用丙三醇替代液体石蜡作为热处理介质,并且在固定床上进行活性评价。活性测试表明:运用完全液相法制备的催化剂加入铁以后应用于固定床,同样... 考察了Fe作为助剂对完全液相法制备CuZnAl合成低碳醇催化剂结构及性能的影响。催化剂的制备是用丙三醇替代液体石蜡作为热处理介质,并且在固定床上进行活性评价。活性测试表明:运用完全液相法制备的催化剂加入铁以后应用于固定床,同样具有合成低碳醇的能力,并且Fe的加入可以增加催化剂的比表面,比孔容积和弱酸量,使醇分布向链增长的方向转移,从而有利于提高C_(2+)OH的选择性。Fe含量的增加促使催化剂表面Cu/Zn物质的量比和Al含量降低,致使甲醇的选择性降低。 展开更多

关键词 FeCuZnAl催化剂 完全液相法 固定床 低碳醇合成

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预热液体石蜡对CuZnAl催化剂合成低碳醇的影响 被引量：2

3

作者 董伟兵 郝树宏 高志华 《天然气化工—C1化学与化工》 CSCD 北大核心 2017年第5期27-33,共7页

在完全液相法中,采用预热的液体石蜡为热处理和反应介质,以不同的热处理温度制备了CuZnAl催化剂。利用X射线衍射、H_2程序升温还原、NH_3程序升温脱附、氮吸附和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征。结果表明,液体石蜡进行加热预处理可... 在完全液相法中,采用预热的液体石蜡为热处理和反应介质,以不同的热处理温度制备了CuZnAl催化剂。利用X射线衍射、H_2程序升温还原、NH_3程序升温脱附、氮吸附和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征。结果表明,液体石蜡进行加热预处理可以增加催化剂中Cu晶粒度和孔径,改变Cu^+的存在形态,提高表面Cu/Zn比例,使催化剂具有适宜的弱酸量,从而促进了C_(2+)OH的生成。对液体石蜡预热处理后,在250℃和280℃进行热处理的催化剂C_(2+)OH/ROH分别达到了14.75%和14.12%,且其具有良好的稳定性,反应120h没有发现失活现象。 展开更多

关键词 完全液相法 CuZnAl催化剂 预热液体石蜡 热处理温度 低碳醇合成

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Ce改性对CuZnAl催化剂催化合成气制低碳醇的影响 被引量：2

4

作者 邓旋 刘勇军 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CSCD 北大核心 2017年第5期34-39,共6页

采用完全液相法制备了一系列Ce改性的CuZnAl催化剂,利用粉末X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、氨气吸附-脱附(NH_3-TPD-MS)和N_2物理吸附-脱附法等技术对其进行表征,并在浆态床反应器上考察了其在合成气制低碳醇反应中的性能... 采用完全液相法制备了一系列Ce改性的CuZnAl催化剂,利用粉末X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、氨气吸附-脱附(NH_3-TPD-MS)和N_2物理吸附-脱附法等技术对其进行表征,并在浆态床反应器上考察了其在合成气制低碳醇反应中的性能。结果显示:Ce的加入有助于Cu物种的分散,减小催化剂中Cu^0颗粒大小,同时也会改变Cu、Zn和Al物种之间的作用关系、减小催化剂表面的弱酸量及增加催化剂的比表面积;CuZnAl催化剂加入Ce有助于抑制水煤气变换反应,减少CO_2的生成,但同时会降低高级醇(C_(2+)OH)的选择性。 展开更多

关键词 CUZNAL Ce助剂 合成气 低碳醇 完全液相法

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完全液相法Mo改性CuZnAl的结构与性能研究 被引量：2

5

作者 喻仕瑞 高志华 +2 位作者 左志军 施尚国 黄伟 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期5-8,17,共5页

考察了过渡金属钼作为助催化剂添加到完全液相法制备的CuZnAl浆态催化剂中,对催化剂结构和CO加氢液相反应的产品分布的影响。Mo改性CuZnAl催化剂在250℃,5.0 MPa,空速为360 mL/(g·h)和V(H2)/V(CO)=1条件下进行活性评价,在500 mL浆... 考察了过渡金属钼作为助催化剂添加到完全液相法制备的CuZnAl浆态催化剂中,对催化剂结构和CO加氢液相反应的产品分布的影响。Mo改性CuZnAl催化剂在250℃,5.0 MPa,空速为360 mL/(g·h)和V(H2)/V(CO)=1条件下进行活性评价,在500 mL浆态床中CO加氢反应120 h;并运用XRD,H2-TPR,NH3-TPD和BET对催化剂进行表征。结果表明:完全液相法制备的Mo-CuZnAl催化剂对液相CO加氢反应有良好稳定性;Mo助剂能促进铜氧化物在较低温度还原,增强催化剂表面酸性,在温和条件下提高烃,特别是甲烷的选择性。 展开更多

关键词 钼助剂 完全液相法 CO加氢 CuZnAl催化剂

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分步添加AlOOH溶胶对Cu/Zn/Al催化剂催化合成气制乙醇的影响 被引量：2

6

作者 刘雷强 边仲凯 +1 位作者 顾尹婷 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期34-40,共7页

以完全液相法为基础,在控制催化剂中总的Al物种含量不变的前提下,采用分步添加Al溶胶的方法制备了Cu/Zn/Al催化剂,在控制催化剂中铝物种总量不变的前提下研究其对催化剂结构和性能的影响。对制备的催化剂进行了XRD、H2-TPR、NH3-TPD-MS... 以完全液相法为基础,在控制催化剂中总的Al物种含量不变的前提下,采用分步添加Al溶胶的方法制备了Cu/Zn/Al催化剂,在控制催化剂中铝物种总量不变的前提下研究其对催化剂结构和性能的影响。对制备的催化剂进行了XRD、H2-TPR、NH3-TPD-MS、N2吸脱附表征,并在浆态床反应器中测定其催化活性。结果表明:采用分步添加Al溶胶的方法有利于改善催化剂的稳定性,提高总醇选择性,最高可达49.0%,降低CO2选择性,但不利于催化剂活性和乙醇选择性的提高;分步添加Al溶胶可以提高Cu、Al物种的分散程度,减小Cu的晶粒度,增加易还原Cu物种的量,但同时也会减少催化剂中弱酸量。 展开更多

关键词 AlOOH溶胶 完全液相法 浆态床 CuZnAl催化剂 乙醇

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勃姆石催化浆态床甲醇脱水制二甲醚 被引量：2

7

作者 王瑞 郭彦鑫 《工业催化》 CAS 2015年第1期54-58,共5页

以异丙醇铝为原料,采用完全液相法制备勃姆石系列甲醇脱水浆状催化剂,通过XRD、NH3-TPD和XPS等对催化剂的结构和酸性质进行表征,并在浆态床条件下评价其甲醇脱水生成二甲醚的活性,考察水量和酸量对催化剂活性的影响。结果表明,制备的浆... 以异丙醇铝为原料,采用完全液相法制备勃姆石系列甲醇脱水浆状催化剂,通过XRD、NH3-TPD和XPS等对催化剂的结构和酸性质进行表征,并在浆态床条件下评价其甲醇脱水生成二甲醚的活性,考察水量和酸量对催化剂活性的影响。结果表明,制备的浆状勃姆石催化剂具有良好的活性,相结构为勃姆石。在硝酸与异丙醇铝物质的量比为0.3∶1和水与异丙醇铝物质的量比为50∶1条件下,制备的催化剂活性最高。 展开更多

关键词 催化化学 完全液相法 勃姆石 甲醇 二甲醚 浆态床

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Ti助剂对完全液相法制备CuFe浆状催化剂低温合成低碳醇性能的影响

8

作者 沈亚星 杨芮 +2 位作者 石陆升 高志华 黄伟 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3245-3250,共6页

采用完全液相法制得不同Ti含量的CuFeTi浆状催化剂。通过XRD、H_(2)-TPR、BET、CO-TPD-MS、NH_(3)-TPD-MS等进行表征,探究在220℃、3 MPa下低温催化CO加氢合成低碳醇的性能。结果表明,适宜含量的Ti助剂有助于降低Cu^(0)晶粒尺寸,增强Cu^... 采用完全液相法制得不同Ti含量的CuFeTi浆状催化剂。通过XRD、H_(2)-TPR、BET、CO-TPD-MS、NH_(3)-TPD-MS等进行表征,探究在220℃、3 MPa下低温催化CO加氢合成低碳醇的性能。结果表明,适宜含量的Ti助剂有助于降低Cu^(0)晶粒尺寸,增强Cu^(0)晶粒的稳定性,提高催化剂中Cu^(+)和Fe_(x)C含量,增强CuFe间的协同作用,显著抑制了水煤气变换反应,降低了CO_(2)选择性。其中CF-Ti_(0.6)表现出最佳的催化性能,在220℃、3 MPa下,总醇选择性45.09%,低碳醇占比54.85%,CO_(2)选择性仅为14.89%。 展开更多

关键词 CuFe TI 合成气 低碳醇 完全液相法

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热处理时间对CuZnAl催化剂合成C_(2+)OH性能的影响 被引量：1

9

作者 邓皓月 高志华 黄伟 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期532-539,共8页

采用完全液相法在不同热处理时间下制备了CuZnAl催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3吸附-脱附(NH_3-TPD-M S)和N_2物理吸附-脱附等方法对其结构进行了表征分析,并在浆态床反应器上对其... 采用完全液相法在不同热处理时间下制备了CuZnAl催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、NH_3吸附-脱附(NH_3-TPD-M S)和N_2物理吸附-脱附等方法对其结构进行了表征分析,并在浆态床反应器上对其催化合成气制C_(2+)OH的性能进行了研究。研究发现,延长热处理时间增强了催化剂中Cu和Al物种之间的相互作用力,改变了其中Cu^+的量,从而影响Cu^+-Cu^0活性位的协同作用。同时,热处理时间的延长减少了催化剂的表面酸量,增大了孔容和孔径;催化剂表面较少的弱酸位及较大孔容和孔径均有利于C_(2+)OH的生成。热处理时间为7 h时所制备的CuZnAl催化剂表现出了优良的低碳醇合成催化活性,CO转化率和总醇中C_(2+)OH的质量分数分别达到了38.1%和65.9%。 展开更多

关键词 完全液相法 CuZnAl催化剂 热处理时间 C2+OH Cu+-Cu0

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前驱体制备方法对Cu-Fe基浆状催化剂制取低碳醇性能的影响

10

作者 白楠 高志华 +1 位作者 张赛 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期39-45,58,共8页

采用共沉法(CP)、溶胶-凝胶法(SG)和水热法(HT)三种方法分别制备Cu-Fe基催化剂前驱体,利用完全液相法对制得的前驱体进行热处理,获得Cu-Fe基浆状催化剂,并在浆态床反应器上进行了一氧化碳加氢制取低碳醇的性能研究;利用BET、XRD、XPS、H... 采用共沉法(CP)、溶胶-凝胶法(SG)和水热法(HT)三种方法分别制备Cu-Fe基催化剂前驱体,利用完全液相法对制得的前驱体进行热处理,获得Cu-Fe基浆状催化剂,并在浆态床反应器上进行了一氧化碳加氢制取低碳醇的性能研究;利用BET、XRD、XPS、H2-TPR、NH3-TPD-MS等方法对催化剂结构和双金属协同效应进行了表征分析。结果表明,不同Cu-Fe基催化剂前驱体经热处理后表现出不同的金属分布情况、化学特性、物相组成和双金属间的协同作用,尤其是稳定的Cu0粒径、较好的Cu-Fe协同作用、较大的比表面积和催化剂表面上的弱酸位点是合成气制低碳醇的关键;共沉淀法制备的前驱体催化剂表现出较优的活性,在低温220℃、低压3 MPa下,总醇选择性达到46.87%,低碳醇的质量分数为83.44%。 展开更多

关键词 完全液相法 Cu-Fe催化剂 前驱体制备方法 低碳醇 协同作用

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胶凝剂对Cu/Zn/Al浆状催化剂一步法合成气催化制乙醇的影响

11

作者 芦潇 张琳 +1 位作者 刘雷强 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CSCD 北大核心 2017年第6期21-28,共8页

采用完全液相法制备了Cu-Zn-Al催化剂,不添加任何助剂,在醇解法的基础上,分别加入了作为胶凝剂的硝酸、柠檬酸溶液并排除了蒸馏水的影响制备了不同结构的前躯体,在浆态床反应器中考察了其催化CO加氢合成乙醇的反应性能,通过XRD、N_2吸附... 采用完全液相法制备了Cu-Zn-Al催化剂,不添加任何助剂,在醇解法的基础上,分别加入了作为胶凝剂的硝酸、柠檬酸溶液并排除了蒸馏水的影响制备了不同结构的前躯体,在浆态床反应器中考察了其催化CO加氢合成乙醇的反应性能,通过XRD、N_2吸附、H_2-TPR、NH_3-TPD和TEM等方法对催化剂进行了表征分析。结果表明:添加柠檬酸所制备的催化剂中存在与Zn、Al组分相互作用较强的高温难还原铜物种,铜晶粒尺寸、比表面积、以及弱酸量与强酸量的比率较大,孔径结构稳定。其CO转化率达37.7%,乙醇占总醇的质量分数可高达42.6%,在96h的催化剂活性评价期间内未见失活。 展开更多

关键词 铜基催化剂 完全液相法 凝胶剂 合成气 乙醇 浆态床

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完全液相法制备中原料配比对二甲醚合成催化剂结构和性能的影响 被引量：17

12

作者 樊金串 吴慧 +2 位作者 黄伟 石宇 谢克昌 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1062-1066,共5页

利用完全液相法制备了Cu-Zn-Al双功能催化剂,考察了原料配比对催化剂结构和催化CO加氢合成二甲醚反应性能的影响,用XRD,N2吸附,XPS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在Cu-Zn-Al基二甲醚合成催化剂中,Zn和Al在催化剂表面的竞... 利用完全液相法制备了Cu-Zn-Al双功能催化剂,考察了原料配比对催化剂结构和催化CO加氢合成二甲醚反应性能的影响,用XRD,N2吸附,XPS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征.结果表明,在Cu-Zn-Al基二甲醚合成催化剂中,Zn和Al在催化剂表面的竞争富集是主要过程,增加投料中Cu的比例并不能显著增加Cu在催化剂表面的含量,因为在反应环境中,Al也会富集,并且在Cu含量高时富集得更快.当投料组成为n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)=2∶1∶4时,催化剂的体相结构和表面性质最好(Cu晶粒度最小,Cu分散度最高,还原性能最佳,组分间相互作用最强,最可几孔径最大),催化剂的综合性能最好. 展开更多

关键词 铜 锌 铝 双功能催化剂 完全液相法 一氧化碳 加氢 二甲醚

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反应温度对浆状NiW催化剂加氢处理中低温煤焦油加氢性能的影响 被引量：5

13

作者 闫飞飞 涂椿滟 +2 位作者 魏珺谊 毋肖卓 黄伟 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期45-51,共7页

采用完全液相法制备了以AlOOH-TiO_2为载体、Ni和W为活性组分的浆状加氢处理催化剂,以全馏分中低温煤焦油作为反应原料,考察了反应温度对浆状NiW催化剂的浆态床加氢性能的影响,并利用热重(TG)法、元素分析法、红外光谱(FTIR)法及气相色... 采用完全液相法制备了以AlOOH-TiO_2为载体、Ni和W为活性组分的浆状加氢处理催化剂,以全馏分中低温煤焦油作为反应原料,考察了反应温度对浆状NiW催化剂的浆态床加氢性能的影响,并利用热重(TG)法、元素分析法、红外光谱(FTIR)法及气相色谱-质谱联用(GCMS)法分析了原料和反应产物的馏分分布及化学组成.结果表明:当反应温度为380℃时,催化剂具有较高的加氢性能,液体收率高达94.40%,氢碳物质的量比为1.56.本研究中萘的主要加氢路径可能为萘→苯基环烷烃(PCA)→苯基烯烃(PO),酚的主要加氢路径可能为酚(P)→苯(AB)→单环烷烃(MCA).在360℃~420℃温度范围内,升高反应温度有利于煤焦油中杂原子的去除及大分子的裂解,但不利于不饱和有机化合物的加氢反应. 展开更多

关键词 完全液相法 中低温煤焦油 NiW催化剂 反应温度 反应路径

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碱助剂对完全液相-热解法CuZnAl催化合成低碳醇性能的影响 被引量：4

14

作者 李旭平 栾春晖 +1 位作者 张文雄 黄伟 《分子催化》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期159-165,共7页

采用完全液相技术结合热解方法制备了固定床用CuZnAl催化剂,研究表明,该方法能保留完全液相技术赋予催化剂的特殊性能,可以发展成为将完全液相技术拓展于固定床催化剂的通用方法.在所制催化剂中引入碱助剂同样可以增加C_(2+)醇的选择性... 采用完全液相技术结合热解方法制备了固定床用CuZnAl催化剂,研究表明,该方法能保留完全液相技术赋予催化剂的特殊性能,可以发展成为将完全液相技术拓展于固定床催化剂的通用方法.在所制催化剂中引入碱助剂同样可以增加C_(2+)醇的选择性,但主要不是异丁醇,与现行常规方法制备的催化剂不同.通过对催化剂进行XRD、 H_2-TPR、 NH_3-TPD-MS、 BET等表征,结果表明,不同碱助剂对催化剂的作用方式和影响程度不同,使得催化剂中Cu物种的存在形式和数量、催化剂表面的酸碱性和量以及孔道结构存在差异,进而对催化剂性能产生影响. 展开更多

关键词 碱助剂 完全液相法 热解 低碳醇

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乙醇胺对非贵金属Cu基催化剂上合成气制乙醇的影响

15

作者 贾磊 刘勇军 +2 位作者 王晓钟 崔燕 黄伟 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期30-36,共7页

采用完全液相法在非贵金属Cu基催化剂制备过程中以MEA为络合剂,考察不同MEA含量对催化剂结构及合成乙醇性能的影响。借助XRD、H_2-TPR、N_2吸脱附测试、NH3-TPR、TEM和EDX等手段进行表征,并采用浆态床反应器对催化剂的CO加氢性能进行评... 采用完全液相法在非贵金属Cu基催化剂制备过程中以MEA为络合剂,考察不同MEA含量对催化剂结构及合成乙醇性能的影响。借助XRD、H_2-TPR、N_2吸脱附测试、NH3-TPR、TEM和EDX等手段进行表征,并采用浆态床反应器对催化剂的CO加氢性能进行评价。结果表明:较少的MEA有助于提高催化剂比表面积和ZnO的分散度,而较多MEA会破坏催化剂结构,降低表面弱酸量,同时加剧Cu颗粒的聚集,致使催化活性下降,且较少的弱酸量可能更有助于乙醇的合成。活性数据结果表明:添加MEA后C_(2+)OH在总醇选择性可达到50%以上,提高MEA含量可进一步提高乙醇选择性,当n(Cu):n(MEA)=2:0.5时,CO转化率高达39.57%,乙醇在醇分布中可达24.78%。 展开更多

关键词 Cu基催化剂 完全液相法 乙醇 乙醇胺 合成气

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完全液相法催化剂上甲醇脱水合成二甲醚的动力学及DFT研究 被引量：5

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作者 胡建水 王程俊 +3 位作者 刘雷 左志军 黄伟 谢克昌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期819-825,共7页

采用完全液相法制备AlOOH催化剂并进行了浆态床反应器中甲醇脱水制备二甲醚的反应动力学和DFT的研究。在3种甲醇脱水制备二甲醚的反应机理中,以表面反应即两个同时吸附的甲醇反应生成二甲醚作为速控步骤,所建立动力学模型的计算值和实... 采用完全液相法制备AlOOH催化剂并进行了浆态床反应器中甲醇脱水制备二甲醚的反应动力学和DFT的研究。在3种甲醇脱水制备二甲醚的反应机理中,以表面反应即两个同时吸附的甲醇反应生成二甲醚作为速控步骤,所建立动力学模型的计算值和实验值吻合较好。采用DFT计算了液体石蜡环境中AlOOH(100)面的脱水反应,其反应过程和活化能结果与动力学模型结果基本一致,进一步表明采用该模型可以合理描述完全液相法制备的AlOOH催化剂表面甲醇脱水反应过程。 展开更多

关键词 完全液相法 甲醇脱水 二甲醚 动力学 DFT

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