銅和鋅形成了一類十分重要的水合碳酸鹽礦物,大部分的礦物都很穩(wěn)定,并廣泛用作催化劑制備的前驅(qū)體,應(yīng)用于甲醇制備和水汽轉(zhuǎn)換等工業(yè)反應(yīng)。唯獨(dú)水羥碳銅石(georgeite),由于其極其不穩(wěn)定和稀缺,很少被使用。然而,甲醇制備和水汽轉(zhuǎn)換所使用的催化劑前驅(qū)體對于催化效果影響特別大,而常用的催化劑前驅(qū)體都或多或少的有些影響。
有鑒于此,Kondrat等人利用超臨界CO2反溶劑沉淀法制備得到了具有高穩(wěn)定性、低Na含量的Cu-Zn水合碳酸鹽礦物,其中就包括常規(guī)條件下不穩(wěn)定的水羥碳銅石。以這一類Cu-Zn水合碳酸鹽作為前驅(qū)體制備得到的催化劑具有高效的甲醇制備催化性能以及超高的水汽轉(zhuǎn)換催化能力。另外,研究表明,Cu比表面積和水汽轉(zhuǎn)換催化活性并沒有確定的關(guān)聯(lián)。
圖1. 以水羥碳銅石和孔雀石為前驅(qū)體制備的高效催化劑電鏡表征
圖2. 模型催化劑與商業(yè)催化劑對比
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Simon A. Kondrat, Graham J. hutchings et al. Stable amorphous georgeite as a precursor to a high-activity catalyst. Nature, 2016.