合成气制C2含氧化合物Rh-MnSiO2催化剂上Mn作用本质的研究的开题报告

合成气制C2含氧化合物Rh-MnSiO2催化剂上Mn作用本质的研究的开题报告一、选题背景合成气制C2含氧化合物是一个重要的工业化反应，它可以利用丰富的煤炭资源进行经济高效的化学品生产。目前，合成气制的催化剂研究主要集中在Cu、Co、Fe等过渡金属的单质或复合氧化物上，而Mn的作用在过去的研究中被忽略或者尚未完全理解。Rh-MnSiO2催化剂是一种新型复合催化剂，该催化剂具有高的C2含氧化合物选择性和较低的副反应产物生成率，但是Mn的作用机制对于该催化剂的性能还不是很清楚，所以深入研究Mn在Rh-MnSiO2催化剂上的作用机理是非常必要的。二、研究目的本研究的主要目的是探究Mn在Rh-MnSiO2催化剂上的作用机理和本质，并且尝试改善催化剂的性能。主要研究内容包括：1.合成Rh-MnSiO2催化剂，通过XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等表征手段分析催化剂的物理化学性质。2.采用反应物为CO+H2，反应条件为250-350℃，0.1-1.0MPa，空时1.0h-1，研究Mn对催化剂性能的影响。3.采用X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)等表征手段分析Mn物种的形态、氧化还原性质以及Mn焙烧后的表面状态。三、研究意义1.深入研究Mn在复合氧化物催化剂上的作用，为合成气制C2含氧化合物的催化剂开发提供新的思路和方法。2.揭示Rh-MnSiO2催化剂激活机理和表面反应机理，为催化剂的改进和优化提供理论依据。3.利用现代表征技术研究复杂催化剂体系的物理化学性质，掌握先进科学研究方法和技术。四、研究方法1.催化剂的制备采用共沉淀法制备Rh-MnSiO2催化剂。具体步骤如下：称取一定量SiO2载体、Rh(NO3)3、Mn(NO3)2和NH4OH,以SiO2为基体，将Rh(NO3)3、Mn(NO3)2溶液滴加入到SiO2悬浊液中，再滴加一定量NH4OH作为沉淀剂。将上述混合物在65℃下反应4h，烘干后在空气中焙烧4h。2.催化剂的表征对催化剂进行XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附、XPS、TPR、TPO等表征。3.催化反应实验采用反应物为CO+H2，反应条件为250-350℃，0.1-1.0MPa，空时1.0h-1，研究Mn对催化剂性能的影响，采用气相色谱仪分析反应产物。五、预期结果1.成功合成Rh-MnSiO2催化剂。2.研究Mn的加入对Rh-MnSiO2催化剂性能的影响，探究Mn在该催化剂上的作用机理。3.通过催化剂表征手段和反应性能结果分析Mn物种的形态、氧化还原性质以及Mn焙烧后的表面状态，探究Mn对催化剂的激活机理和表面反应机理。四、参考文献1.Jiang,S.L.,etal.(2017)CobaltmodifiedMn-basedSiO2catalystsforefficientFischer-Tropschsynthesis.Fuel,202.2.Gao,Z.etal.(2016)DeactivationandregenerationofaCo-basedcatalystfortheFischer-Tropschreaction.AppliedCatalysisA:General,330,13-23.3.Liu,Y.etal.(2014)PhysicochemicalcharacterizationofhighlyefficientRu-SnO2/Al2O3catalystsforammonia