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合成气制低碳醇用催化剂的制备文献综述王***（乐山师范学院物理与电子工程学院乐山614000）摘要：合成气选择催化合成低碳混合醇等清洁燃料是能源化工领域的研究热点，高选择性、高活性并具有优良稳定性的催化剂的设计与开发是低碳醇合成技术的关键。本文对目前研究相对集中的改性甲醇合成催化剂、Cu-Co基以及MoS2基低碳醇合成催化剂进行了综合评述，系统总结了不同催化剂体系的研究现状，分析了当前合成低碳醇用催化剂领域的热点和难点问题，并指出了低碳醇合成催化剂在今后一段时间内的发展方向。关键词：催化剂；合成气；低碳醇；催化性能1引言随着石油资源的不断消耗、能源问题的日益加剧，研究和开发新的能源体系迫在眉睫。由天然气或煤气化生产合成气，合成气再催化转化合成低碳醇等清洁燃料成为国内外能源化工领域的研究热点。低碳醇，除用作液体燃料外，还可作为汽油添加剂以增加辛烷值，同时还是化工领域重要的基础原料之一，具有广泛的应用领域和较好的应用前景[1--2]，由合成气选择催化合成低碳混合醇是当前C1化学领域十分活跃的研究课题之一。CO加氢合成低碳醇反应过程通常伴随着甲醇、烃类等副产物的生成，高选择性和高活性并具有优良稳定性的催化剂的设计与开发是低碳醇合成技术的关键。国内外研究者对适合该过程的催化剂进行了广泛的研究和探索，目前研究相对比较集中的催化剂体系主要有改性的甲醇合成催化剂、Cu-Co基以及催化剂体系[3－4]等。其中催化剂研究的重点在于探索活性中心的最佳匹配、构效关系及合成低碳醇的选择性规律等方面，旨在提高低碳醇合成过程的单程转化率、C2+OH选择性和醇产率等。本文通过对这3类低碳醇合成催化剂体系的研究现状进行系统总结，分析了当前合成低碳醇催化剂领域的热点和难点问题，并指出低碳醇合成催化剂今后一段时间内的发展方向。2改性甲醇合成催化剂对甲醇合成催化剂Zn-Cr、Cu-Zn通过添加碱金属助剂改性可获得低碳混合醇。其中改性的Zn-Cr催化剂操作条件苛刻，要求在高温（350～450℃）、高压（12～16MPa）下进行，具有最大异丁醇选择性。而改进的Cu-Zn则为低温低压下碱金属促进的甲醇合成催化剂，对合成气转化具有较高的转化率。关于改性的Zn-Cr催化剂，主要是K或Cs促进的Zn/Cr尖晶石结构催化剂，碱金属K、Cs的添加，尤其是Cs助剂可显著提高目标产物的生成速率。在改性的Zn-Cr催化剂中，过渡元素Cr对低碳醇的合成至关重要，但Cr本身也可能会促进烃类等副产物的形成，将Mn部分取代Zn/Cr尖晶石结构中的Cr后会降低烃类的形成速率，同时对Pd、K共促进的Zn/Cr/Mn尖晶石催化剂上合成低碳醇的研究表明，异丁醇的产率达到179g/(kg·h)，总醇的产率为304g/(kg·h)，且催化剂具有5天以上的循环稳定性[5]。催化剂的研究通常发生在气固相间，通过对超临界流体中Zn-Cr-K催化剂上合成气制低碳醇的研究，发现超临界相的存在有利于提高CO转化率，促进碳链增长，提高C2＋OH含量，且催化剂对生成醇的选择性随反应温度的变化缓慢[6]。对超临界相中低碳醇合成机理的研究认为，低碳醇的形成也是碳链增长的过程，超临界介质的引入，加快了链增长速度，明显提高了C2+OH产率[7]。参考文献[1]李德宝，马玉刚，齐会杰，等.CO加氢合成低碳混合醇催化体系研究新进展[J].化学进展，2004，16（4）：584-592.[2]葛庆杰，徐恒泳，李文钊.煤层气经合成气制液体燃料的关键技术[J].化工进展，2009，28（6）：917-921.[3]ForzattiP，TronconiE，PasquonI.Higheralcoholsynthesis[J].Catal.Rev.，1991，33（1）：109-168.[4]MahdaviV，PeyroviMH，IslamiM，etal.SynthesisofhigheralcoholsfromsyngasoverCu-Co2O3/ZnO，Al2O3catalyst[J].Appl.Catal.A，2005，281（1-2）：259-265.[5]HoflundGB，EplingWS，MinahanDM.Reactionandsurfacecharacterizationstudyofhigher-alcoholsynthesiscatalystsⅫ：K-andPd-promotedZn/Cr/Mnspinel[J].Catal.Today，1999，52（1）：99-109.[6]JiangT，NiuY，ZhongB.SynthesisofhigheralcoholsfromsyngasoverZn-Cr-Kcatalystinsupercriticalfluids[J].FuelProcessTechnol.，2001，73（3）：175-183.[7]姜涛，牛玉琴，钟炳.在Zn-Cr催化剂上超临界相合成低碳醇的链增长机理[J].燃料化学学报，2000，28（2）：101-104.[8]CamposJM，GuerreroruizA，FierroJLG.StructuralandsurfacepropertiesofCuO-ZnO-Cr2O3catalystsandtheirrelationshipwithselectivitytohigheralcoholsynthesis[J].J.Catal.，1995，156（2）：208-218.