二甲醚合成机理的研究进展
作者/来源:吴文炳1,陈棵2,翁文1 日期: 2007-10-10 点击率:3373
常温常压下,二甲醚(DME)是一种无色低毒的可燃性气体,性能与液化石油气相似,燃烧时不析碳,无残液,燃烧废气无毒,是一种理想的清洁燃料。DME还是一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“21世纪的绿色燃料”。随着环境污染的日益严重及石油资源的日益匮乏,对DME的需求量迅速增加,因此,DME的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。
合成气一步法制二甲醚,将甲醇合成、甲醇脱水和水气变换3个反应过程耦合为一,打破了合成甲醇反应的热力学平衡限制,大大提高了原料气转化率和产品收率。目前,由合成气制二甲醚主要在双功能催化剂上进行,包括在甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂上的反应过程。对二甲醚的合成机理探讨主要针对单个过程的反应,即甲醇合成机理和甲醇脱水机理。
1 甲醇合成机理
甲醇合成的碳源问题一直是学者们的热门话题,主要存在3种观点,即CO、CO2和CO+CO2 3种碳源机理。
1.1 CO为碳源
自Boomer和Morris首次提出CO是甲醇合成的直接碳源后,人们普遍认为CO是甲醇中碳的唯一来源,Klier等支持氧化态铜(Cu+)为活性中心,认为CO2的存在仅仅是稳定晶格(Cu+)的作用,以保证铜离子不被过度还原成金属铜(Cu0)。但在关键活性位和反应中间体上仍存在着不同的观点。第1种是基于化学吸附的CO连续加氢;第2种是生成甲酰中间物;第3种是生成甲酸盐中间物,3种机理如下:
其中,第1种机理在当时被广泛接受,第2、3种机理在20世纪80年代后得到了较大的发展。Takoudis等也将甲酰....