Untersuchung zur Deaktivierung des Cu/ZnO/Al2O3-Katalysators für die CO2-Hydrierung zu Methanol

Die katalytische Leistung des Cu/ZnO/Al2O3(CuZnAl)-Katalysators für die CO2-Hydrierung zu Methanol wurde über einen Zeitraum von 720 Stunden Betriebszeit untersucht, wobei festgestellt wurde, dass der Raumzeit-Ertrag von CH3OH während der Langzeitprüfung um 34,5% gesenkt wurde. Verschiedene Charakterisierungstechniken, einschließlich Röntgenbeugung (XRD), Rasterelektronenmikroskopie, hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und N2O-Adsorptionsexperimenten, wurden angewendet, um die Deaktivierungsursachen zu untersuchen. XRD- und N2O-Adsorptionsexperimente zeigten, dass es nach der Exposition des CuZnAl-Katalysators gegenüber der Reaktionsatmosphäre für 720 Stunden keine offensichtlichen Veränderungen der Cu-Partikelgröße gab, während eine Agglomeration der ZnO-Partikel stattfand. Die XPS-Ergebnisse zeigten, dass ein Teil des metallischen Cu zu Cu2+ oxidiert wurde. Die Deaktivierung des CuZnAl-Katalysators wurde als Resultat des umfassenden Effekts der Cu-Oxidation und der Agglomeration von ZnO-Spezies während der CO2-Hydrierung zu Methanol bestätigt.