项目名称: 原子层沉积法Cu-Ni合金催化剂的制备及在甲醇合成中的性能研究

项目编号: No.21303272

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 赵福真

作者单位: 中南民族大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 虽然铜基甲醇合成催化剂(Cu/ZnO/Al2O3)已实现商业化,但它仍存在着热稳定性差、易烧结以及使用寿命短等缺点。本项目前期研究工作表明Cu-Ni合金催化剂具有良好的活性与热稳定性。为进一步研究Cu-Ni合金的构效关系,本项目拟利用原子层沉积(ALD)技术可以在原子尺度上精确调控催化剂结构的特点制备Cu-Ni合金,并将其应用于甲醇合成反应。首先,通过选择合适的反应前驱体制备出杂质少、纯度高的合金;然后,通过调节前驱体循环周期数、沉积温度和沉积压力实现对合金催化剂的体相与表面组成、颗粒尺寸、表面结构、形貌的精确调控,筛选出具有高活性、选择性以及优异稳定性的甲醇合成催化剂;最后,考察使用不同的沉积基体材料对催化剂性能的影响。通过原位动态表征和动力学分析研究Cu-Ni合金催化剂上甲醇合成反应机理。本项目为在原子水平上设计和开发高性能的甲醇合成反应催化剂提供一定的理论基础和指导。

中文关键词: 原子层沉积法;CuNi合金;甲醇合成;结构表征;

英文摘要: Despite the commercialization of methanol synthesis from syngas,the available catalyst (Cu/ZnO/Al2O3) still has some drawbacks,such as the poor thermal stability, easy to be sintered and the limited lifetime. Our previous study showed that Cu-Ni alloy had good activity and thermal stability.In order to further investigate the relationship between the structure and the performance of Cu-Ni alloy. A series of Cu-Ni alloy catalysts will be prepared by atomic layer deposition (ALD) which can precisely control the structure of the catalysts at the Angstrom or monolayer lever, and the obtained catalysts will be applied in methanol synthesis. First of all, the pure alloys with less impurities will be obtained by choosing the appropriate metal precursors. Then, the composition of bulk and surface, average size, surface structure and morphology of Cu-Ni alloys will be precisely controlled by the frequency of the precursor cycles as well as the deposition temperature and pressure, and the catalysts with high activity, selectivity as well as the stability will be obtained. Finally, the influence of different substrates on the performance of the catalysts will also be investigated. The mechanism of methanol synthesis on Cu-Ni catalyst will be investigated by in situ measurements and the kinetic studies. The objective of thi

英文关键词: Atomic layer deposition;CuNi alloy;methanol synthesis;structure characterization;

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