硅掺杂ZrO2催化剂催化乙醇合成乙烯的综合性实验

摘要：

为了提高学生的综合能力和创新思维,设计出“硅掺杂ZrO2催化剂催化乙醇合成乙烯”的综合性实验.用共沉淀法制备了一系列不同硅掺杂量的ZrO2催化剂,采用氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)和氮气吸脱附对催化剂进行了表征,考察了不同硅掺杂量的ZrO2催化剂对乙醇合成乙烯催化性能的影响.实验结果表明,当以氨水为沉淀剂、硝酸氧锆为锆前驱体和硅掺杂量为50％时,乙醇的转化率为99.3％,乙烯达到94.6％的最大收率.同时运用密度泛函理论方法研究了乙醇和乙烯在硅掺杂ZrO2催化剂上的吸附.计算结果显示,相较于ZrO2(101)催化剂,反应物乙醇在Si/ZrO2(101)催化剂表面上吸附更为稳定,同时产物乙烯在Si/ZrO2(101)催化剂表面上更易脱附,表明硅掺杂ZrO2催化剂更加有利于乙烯的生成.该综合性实验将理论计算和实验相结合,使学生既能锻炼实验的基本技能,又能掌握相关理论计算的知识.

关键词：乙醇、乙烯、Si/ZrO2催化剂、密度泛函理论方法、综合性实验

所属期刊栏目：37

分类号：G642;TQ426.94(高等教育)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;中央高校基本科研业务费专项基金;中国石油大学华东校级教改项目;中国石油大学华东国际交流基金项目

在线出版日期：2020-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：162-166