混合钴源提升Co-Pd/TiO2催化剂在CH4-CO2转化合成乙酸性能

"混合钴源对Co-Pd/TiO2催化剂催化CH4-CO2两步梯阶转化法合成乙酸的性能影响 (2012年)" 这篇论文探讨了混合钴源在催化CH4和CO2两步梯阶转化制备乙酸过程中的作用，以及其对催化剂性能的影响。研究人员采用等体积浸渍法制备了Co-Pd/TiO2催化剂，其中混合钴源作为前驱体，这种混合物包括CoCl2和Co(NO3)2。通过X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氨脱附热程序（NH3-TPD）和比表面积及孔径分析（BET）等多种表征手段，对催化剂的性质进行了深入研究。 XRD的结果揭示了催化剂的晶体结构，而XPS则提供了催化剂表面元素的化学状态信息。NH3-TPD用于评估催化剂的表面酸性，这对于催化反应的活性至关重要。BET分析则确定了催化剂的比表面积和孔隙结构，这两者直接影响到反应物的吸附和扩散，从而影响催化效率。 实验结果显示，当m(CoCl2)∶m[Co(NO3)2]比例为2∶5，m(Co)∶m(Pd)比例为2∶1时，催化剂表现出最佳性能。在常压和150℃的条件下，乙酸的生成速率达到了6.13mg・g-1Cat・h-1，选择性达到81.6%，显著优于仅使用单一钴源制备的催化剂，分别提高了134%和16%。这些提升表明，混合钴源可以改善催化剂的活性和选择性，可能是由于不同的钴物种在催化剂表面形成了更有利于CH4和CO2转化的活性位点。 此外，论文还提及了目前乙酸的几种生产方法，如甲醇羰基合成法、乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和丁烷/轻油液相氧化法，分析了各自的优缺点。甲醇羰基化法尽管是主流，但依赖贵金属催化剂，而其他方法则存在经济性、工艺复杂性或专利限制等问题。因此，开发高效、经济的新型催化剂，如本文所研究的Co-Pd/TiO2催化剂，对于改进乙酸的合成工艺具有重要意义。 关键词：混合钴源、Co-Pd/TiO2催化剂、CH4-CO2两步梯阶转化法、乙酸 这篇论文是由太原理工大学煤化工研究所的研究团队完成，得到了国家“九七三”计划项目和国家自然科学基金的支持，作者黄伟博士是主要研究者，专注于C1化学与化工领域。该研究为优化乙酸合成路径提供了新的视角，有助于推动更加环保和经济的乙酸生产技术的发展。