KIT-6负载CeO2催化CO2和甲醇合成碳酸二甲酯

作者：史亚卜; 张国强^*; 孙宇辰; 郑华艳; 李忠^*; 上官炬; 米杰; 刘守军; 史鹏政

来源：无机化学学报, 2021, 37(06): 1004-1016.

• CO2
• CeO2/KIT-6
• 碳酸二甲酯
• 颗粒尺寸
• 活性位

采用不同老化温度(80、100、120和150℃)合成了一系列KIT-6载体,并通过浸渍法制备了相应的CeO2/KIT-6催化剂。结合X射线衍射、N2物理吸附、NH3程序升温脱附、CO2程序升温脱附、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等表征结果,详细考察了老化温度对KIT-6结构以及CeO2/KIT-6催化剂直接催化CO2和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)反应活性的影响。结果表明,不同老化温度下制备的KIT-6均保持其独特的三维孔道结构。随着老化温度升高,KIT-6比表面积先增大后减小,当老化温度为100℃时,KIT-6比表面积达到最大(683 m2·g-1)。KIT-6较高的比表面积有利于提高CeO2分散度,进而提高暴露的活性位点数量,催化活性随催化剂表面中等碱/酸性吸附位数量和Ce3+含量的增加而逐渐提高。其中,CeO2/100-KIT-6催化剂中CeO2颗粒尺寸最小(5.9 nm),暴露的活性位数量最高,催化活性最佳。随后,考察了反应温度和压力对CeO2/100-KIT-6催化活性的影响。随着反应温度提高,催化活性先升高后降低,当反应温度为140℃时,催化活性最高;且催化活性随反应压力的提高而逐渐增加。在反应温度为140℃、压力为6.8 MPa条件下,催化剂经6次循环后,DMC收率由15 mmol·gCeO2-1逐渐降低至2.8 mmol·gCeO2-1,原因归结为反应过程中CeO2纳米颗粒发生团聚,使暴露出的活性位数量减少。

• 单位
  太原理工大学; 化学化工学院