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由合成气催化转化制低碳醇对于应对能源危机和环境问题具有重要意义,因而受到广泛关注。目前研究焦点主要集中在提高CO转化率、总醇、C2+OH醇选择性及总醇时空产率。Mo2N基催化剂在该反应体系中研究较少,目前处于起步阶段。 本论文以射频等离子体对程序升温法制备的Mo2N(TPR-Mo2N)进行了改性处理,以XRD、XPS、SEM、TEM、CO-TPD和N2吸附-脱附(BET)等技术对产物进行了详细表征,并对其进行了合成气制低碳醇催化性能的评价。通过调控等离子体反应条件制备了一系列MoO2掺杂的Mo2N-Plasma催化剂。考虑到催化剂的综合性能,产物催化活性顺序为:12MoO2-Mo2N-Pla.> TPR-Mo2N>5MoO2-Mo2N-Pla.>0MoO2-Mo2N-Pla.>MoO2-Pla.,这是由于12MoO2-Mo2N-Pla.催化剂中的MoO2与Mo2N并不是独立存在,而是发生了相互作用的结果;在最佳反应温度350℃及压力为8MPa条件下,12MoO2-Mo2N-Pla.催化剂的CO转化率可达32.7%,总醇和C2+OH选择性分别为56.4%和70.6%。同时在该条件下探索了不同K/Mo比对催化活性的影响,结果证明,在K/Mo比为0.5时,该催化剂的催化性能最佳。 为了探究钴助剂加入方式以及不同Co源对催化性能的影响,利用等离子体技术以原位和非原位的方法分别制备了Mo2N-Co4N-Pla.催化剂、Mo2N-Pla.-Co4N催化剂和Mo2N-Pla.-Co(NO3)2,其活性顺序为:Mo2N-Pla.-Co(NO3)2>Mo2N-Pla.-Co4N> Mo2N-Co4N-Pla.,表明等离子体原位加入Co4N助剂破坏了Mo2N与MoO2的相互作用;以硝酸钴作为钴源的合成气制低碳醇催化性能优于氮化钴源,这是由于硝酸钴在反应中原位生成了Co2C活性相,有利于醇的生成。 为了获得过渡金属与活性组分具有强烈相互作用的催化剂,利用程序升温方法制备了Co3Mo3N催化剂,将其首次应用于CO加氢制备低碳醇的反应,优化最佳反应温度为330℃,最佳K/Mo=0.3。在该条件下,催化剂(K0.3/Co3Mo3N)的CO转化率为65.9%,总醇的选择性为42.2%,其中甲醇只占12.6%,乙醇达46.2%,时空产率达到215.7mg/g/h。对催化反应后的催化剂进行表征,发现催化剂并没有发生相变,也没有发现明显的积炭和团聚。