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甲乙酮（MEK）是一種重要的性能優(yōu)良的有機溶劑，由于MEK具有低毒、低沸點、溶解性強等優(yōu)點，廣泛應用于涂料、煉油、染料、醫(yī)藥、清洗劑等工業(yè)，目前又延伸到電子工業(yè)和印刷線路制造等領域。同時，MEK也是一種重要的精細化工原料，不僅可以用來生產MEK過氧化物等化工產品，而且是制備甲基烯丙基酮、甲基紫羅蘭酮等香料、抗氧化劑以及某些催化劑的中間體。
目前國內外工業(yè)上MEK的生產大多數(shù)是通過SBA催化脫氫實現(xiàn)的，比較成熟的MEK生產工藝是首先將正丁烯水合生成SBA，然后由SBA脫氫制取MEK。該工藝采用的催化劑主要是銅基催化劑，包括Cu/ZnO、Cu/Al2O3、Cu-ZnO/Al2O3、Cu/SiO2和Cu/Cr2O3等。但是采用含有酸性位的Al2O3和SiO2作為載體時，SBA容易發(fā)生分子內脫水生成丁烯，降低了MEK的選擇性；雖然Cr2O3的酸性稍低于Al2O3，但是Cr2O3中的Cr是一種有毒的重金屬，對人體和環(huán)境會造成嚴重危害。因此，選擇一種酸堿強度適宜的環(huán)保材料作為銅基催化劑的載體尤為重要。
ZnO是一種優(yōu)良的半導體，具有良好的表面電子性質，同時擁有中等強度的Lewis堿性中心，是良好的催化劑載體。以ZnO為載體制備的銅鋅催化劑用于CO2和CO加氫合成甲醇反應的研究頗多，然而對Cu和ZnO在該反應過程中的作用機理備受爭議，至今沒有達成一致的觀點。在合成甲醇反應中，楊上閏等認為ZnO進入CuO的晶格形成了具有精細分散CuO微粒的(CuZn)O固溶體；Fujitani和Spencer等人觀察到在反應過程中銅鋅催化劑表面形成了具有高活性的CuZn合金；Spencer發(fā)現(xiàn)ZnO與Cu之間存在氫溢流現(xiàn)象；Nakamura等認為Cu+-Zn-O是CO加氫合成甲醇的活性中心；MartaSantiago等研究發(fā)現(xiàn)，不僅Cu對CO2加氫合成甲醇有活性，而且ZnO對反應中間體甲酸甲酯分解轉化成甲醇也具有催化活性。盡管銅鋅催化劑能夠催化加氫和脫氫兩個反應過程，但是它在兩反應中的作用可能不同，且國內外對其催化醇類脫氫反應有了較多研究，卻對脫氫反應的催化作用尚不清楚。本文以SBA脫氫反應為例，采用共沉淀法和機械混合法制備了銅鋅催化劑，研究了該催化劑各組分的作用和ZnO量對前體的影響，通過SBA催化脫氫反應測試篩選了最佳的Cu/Zn，并比較了Cu0比表面積與SBA催化脫氫活性的關系。
分別配制250mL濃度為1mol/L的Cu(NO3)2和250mL濃度為1mol/L的Zn(NO3)2溶液，然后將該兩種溶液均勻混合，以500mL濃度為2mol/L的Na2CO3溶液作為沉淀劑采用并流法在70℃中性條件下沉淀。沉淀完成后，母液于70℃陳化4h，隨后經(jīng)過濾并用蒸餾水洗滌沉淀物數(shù)次至沉淀上層清液電導率為20μS/cm。將已洗滌過的沉淀轉入烘箱內于120℃干燥4h，再轉移到馬弗爐中400℃下焙燒4h，焙燒后的催化劑粉末需經(jīng)過壓片、粉碎、過篩得到20～40目的催化劑顆粒備用。通過共沉淀法制備并經(jīng)洗滌、焙燒分別制得CuO和ZnO粉末，按60%CuO和40%ZnO的比例機械混合，再經(jīng)壓片、篩分等過程制備20～40目的銅鋅催化劑顆粒備用。催化劑命名方式以制備方式和金屬氧化物質量分數(shù)標注，如共沉淀法制備的CuO和60%CuO-40%ZnO簡記為CPCu和CP60Cu-40Zn，機械混合法制備的60%CuO-40%ZnO簡記為PM60Cu-40Zn。
XRD圖譜在D/max-3C型（日本理學）X射線衍射儀上對樣品進行測定，銅靶Kα1射線，管電壓為40kV，管電流為30mA，掃描范圍為5°～60°，掃描類型為連續(xù)掃描，掃描速度為2°。
TPR測試在常規(guī)的程序升溫還原裝置上完成，試樣量均為0.01g。測試前，在300℃下用N2吹掃60min以除去催化劑表面氣相雜質，然后降至室溫，樣品改通5%H2-N2混合氣從室溫以10℃/min升至300℃，以ShimadzGC-8A記錄TPR曲線。
Cu0比表面積通過N2O吸附分解測定。樣品前期處理同TPR測試，經(jīng)還原后于80℃下定量脈沖（每次0.08mL）注入N2O氣體，直至吸附峰達到飽和為止。Cu0與N2O發(fā)生化學計量反應。
2Cu(s)+N2O(g)=Cu2O(s)+N2(g)（1）通過吸附的N2O氣體量并按上述化學計量反應計算CuO有關物理性質。
催化劑活性測試在連續(xù)固定床反應器中進行。稱取催化劑樣品1g放置于不銹鋼管式反應器中央，上下兩段均用惰性石英砂填充，反應溫度通過置于催化床層中央的熱電偶測定。反應前催化劑須在270℃、0.2MPa的5%H2-N2混合氣氛圍下還原4h，然后在常壓240℃下反應10h。原料SBA通過P230恒流泵（大連依利特分析儀器有限公司）注入反應器中。反應產物經(jīng)冷卻后收集產物，并測定尾氣量。液相產物、氣體產物通過ShimadzGCMS2010完成產物定性分析，并采用裝有PEG-20M毛細管柱的ShimadzGC-14C氣相色譜完成定量分析。