在MoO3／SiO2及其添加体系上甲烷部分氧化制甲醛的研究

在常压下，以Ｏ２作氧化剂，评价了不同ＭｏＯ３／ＳｉＯ２（２─１５Ｍｏｗｔ％）催化剂对甲烷选择氧化为甲醛的反应性能，发现ＳｉＯ２上担载的活性组分有一个最佳值，对应最佳催化活性．分别考察了添加Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ氧化物对ＭｏＯ３／ＳｉＯ２催化剂甲烷选择氧化制甲醛的活性和选择性的调变作用．ＭｏＯ３／ＳｉＯ２添加体系使甲烷的转化率都有所提高，但甲醛选择性有不同程度的下降，其中比较好的是ＭｏＯ３·Ｖ２Ｏ５／ＳｉＯ２催化剂，并研究了不同Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｖ）（原子比）对反应活性和选择性的影响，发现Ｖ２Ｏ５添加量有最佳值．采用ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＣＯ２─ＴＰＤ等技术对催化剂进行表征并关联反应性能进行了讨论．     

MoO_3·B_2O_3／SiO_2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

ＭｏＯ_３·Ｂ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２催化剂上甲烷选择氧化制甲醛曹立新，陈燕馨，李文钊（中国科学院大连化学物理研究所，大连１１６０２３）关键词甲烷，氧化，甲醛，催化剂。１．前言目前工业上由甲烷合成甲醛共需三个步骤：（１）在Ｎｉ催化剂上甲烷进行“水蒸汽重整”...     

Mo－Fe／SiO_2催化剂中钼流失动力学和流失机理的研究

作为甲醇氧化制甲醛、甲醇氨氧化制ＨＣＮ反应的催化剂，其活性组分钼的流失是导致催化剂失活的主要原因。本文结合程序升温脱附（ＴＰＤ）及Ｘ－光衍射（ＸＲＤ）等测试手段，对Ｍｏ－Ｆｅ／ＳｉＯ_２催化剂及工业实际用多元复合钼催化剂中钼的流失动力学和机理进行了研究。在ＨＣＮ合成过程中，水能引起活性组分钼的流失，而水又是反应产物。对工业用多元复合钼催化剂的流失情况进行了动力学考察，实验发现，催化剂中的钼是较难流失的，ＸＲＤ测试结果表明，Ｍｏ－Ｆｅ／ＳｉＯ_２催化剂中的钼是以Ｆｅ_２（ＭｏＯ_４）_３晶体形式存在的，而反应后催化剂中Ｍｏ为ＭｏＯ_３晶体状态。与其它催化剂比较，ＭｏＯ_３／ＳｉＯ_２催化剂中的钼难流失，而较Ｂｉ－Ｍｏ／ＳｉＯ_２催化剂中的钼易流失。其中工业用催化剂是最为稳定的。根据实验结果，结合我们以前的工作，证明Ｍｏ－Ｆｅ／ＳｉＯ_２催化剂中，由于钼组分和铁组分的相互作用，使得Ｍｏ－Ｆｅ／ＳｉＯ_２中的Ｍｏ的流失难于单组分的ＭｏＯ_３／ＳｉＯ_２催化剂，此外钼流失过程中ＭｏＯ_２（ＯＨ）_２与催化剂中铁组分反应生成钼酸盐的倾向也是Ｍｏ难于流失的原因之一。而Ｍｏ－Ｆｅ／ＳｉＯ_２和Ｍｏ－Ｂｉ／ＳｉＯ_２催化剂中钼流失速度的差异     

硫化态K－MoO_3／γ－Al_2O_3催化剂表面物种的XPS研究

采用Ｘ光光电子能谱（ＸＰＳ）及曲线拟合手段对硫化态Ｋ－ＭｏＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３合成醇催化剂进行了研究，分别考察负载量及硫化前不同条件预处理对催化剂表面的Ｓ、Ｍｏ组分的物种形式及各物种相对含量的影响，以及表面不同组分的相对组成。结果表明，根据其电子结合能变化，Ｓ组分可区分为ＳＯ_４￣（２－）、ＳＯ_３、Ｓ￣０、Ｓ_２￣（２－）、ＭｏＳ_２、ＭｏＳ_（２－ｘ）等六种存在形式不同的物种；Ｍｏ组分可区分为Ｍｏ￣（６＋）、Ｍｏ￣（５＋）、ＭｏＳ_（２＋ｘ）、ＭＯＳ_２、ＭＯＳ_（２－ｘ）等五种存在形式不同的物种。ＭｏＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３．重量比为０．０３的样品，Ｍｏ组分硫化还原不完全，表面Ｓ、Ｍｏ组分均以多种物种形式并存，ＭｏＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３比增加至０．０８和０．２４后，表面Ｓ、Ｍｏ组分中ＭＯＳ_２物种形式所占比例有所增加，样品的硫化还原也较彻底，但负载量增加至ＭｏＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３比为０．３５后，表面存在较多的Ｓ￣（６＋）物种和Ｍｏ￣（６＋）、Ｍｏ（５＋）物种，同时Ｋ组分在表面富集。对ＭｏＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３比为０．２４，样品硫化前不同条件预处理的研究表明，该样品与水蒸汽接触对其表面结构影响很大，与水蒸汽接触后再硫化，其表     

CoMo／Al_2O_3和CoMo／TiO_2－Al_2O_3加氢脱硫催化剂的研

研究了ＣｏＭｏ／Ａｌ２Ｏ３和ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３催化剂的加氢脱硫性能，并用ＬＲＳ，ＸＲＤ和ＴＰＳ等方法表征其表面相结构和硫化行为．结果表明，以ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３为担体的Ｍｏ和ＣｏＭｏ催化剂的活性均比相应的Ａｌ２Ｏ３为担体的高；少量Ｃｏ，Ｎｉ助剂的引入可显著提高ＭｏＯ３在担体上的分散度和改进催化剂的活性；Ｃｏ助剂还有降低Ｍｏ物种硫化温度的作用．     

焙烧温度对超细MoO_3·B_2O_3/SiO_2催化剂性质及甲烷部分氧化性能的影响

焙烧温度对超细ＭｏＯ３·Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２催化剂性质及甲烷部分氧化性能的影响李静谊周焕文黄世煜林培滋＊林励吾（中国科学院大连化学物理研究所，大连１１６０２３）关键词三氧化钼，三氧化二硼，二氧化硅，负载型催化剂，超细粒子，甲烷，部分氧化利用天然气直接氧...     

甲烷部分氧化制合成气反应Pt/Al_2O_3和Pt/CeO2/Al_2O_3催化剂的研究(英文)

研究了Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应的催化活性，发现Ｐｔ／ＣｅＯ２／Ａｌ２Ｏ３显示了比Ｐｔ／Ａｌ２Ｏ３更高的甲烷转化率和合成气选择性。用Ｈ２ＴＰＲ，Ｈ２ＴＰＤ，ＳＥＭ和ＸＲＤ等手段和技术对催化剂进行了表征。ＣｅＯ２与Ｐｔ之间存在较强的相互作用（ＳＭＳＩ），这种作用促进了Ｐｔ在催化剂表面的分散，抑制了Ｐｔ在催化剂表面的迁移，大大降低了催化剂在反应中的完全燃烧活性，提高了催化剂的部分氧化活性和选择性，避免了因催化剂床层局部温度过高而导致催化剂活性下降或失活，提高了催化剂的稳定性。同时，在反应过程中，ＣｅＯ２通过促进水蒸气变换反应（ＷＧＳＲ）的进行使反应体系迅速达到平衡，提高了催化剂对Ｈ２的选择性。     

Co－Mo／TiO_2和C0－M0／γ－Al_2O_3加氢脱硫催化剂的研究

本文考察了ＣｏＭｏ／ＴｉＯ３和ＣｏＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的加氢脱硫性能及表面结构变化和预处理条件对其活性的影响．担体ＴｉＯ２（Ａ）和ＴｉＯ２（Ｂ）分别采用ＴｉＣｌ４中和法和ＴｉＯＳＯ４水解法制备．结果表明，催化剂的活性顺序为ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２（Ａ）＞ＣｏＭｏ／ＴｉＯ２（Ｂ）＞ＣｏＭｏ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的预处理条件对催化剂的加氢脱硫（ＨＤＳ）和加氢（ＨＹＤ）活性有很大影响，ＴｉＯ２担体上Ｍｏ物种主要以八面体配位构型存在，Ｍｏ６＋更易于还原成低价态．     

制备方法对MoO_3／ZrO_2结构的影响及MoO_3／ZrO_2固体超强酸的结构特征 Ⅱ．活性组分存在形态的研究

ＬＲＳ，ＸＲＤ，ＸＰＳ结果表明，仲钼酸铵浸渍仅经干燥的Ｚｒ（ＯＨ）４再焙烧制得的固体超强酸（ＭｏＯ３／ＺｒＯ２（Ⅰ））与浸渍晶态ＺｒＯ２制得的部分氧化催化剂（ＭｏＯ３／ＺｒＯ２（Ⅱ）中，活性组分的存在形式明显不同．在ＭｏＯ３／ＺｒＯ２（Ⅱ）中，ＭｏＯ３以二维聚钼酸根形式单层分散在ＺｒＯ２上（其中单斜ＺｒＯ２为主），在～９５０ｃｍ－１处出现特征拉曼宽峰，超出单层分散容量的部分以晶态ＭｏＯ３形式存在．在ＭｏＯ３／ＺｒＯ２（Ⅰ）中，活性相以二维聚钼酸根和Ｍｏ—Ｏ—Ｚｒ表面物种两种表面态存在于介稳的四方ＺｒＯ２上，后者在ＬＲＳ谱中表现为～８１４ｃｍ－１的宽峰；ＭｏＯ３含量超过一定值时，多余的ＭｏＯ３在５５０℃即与四方ＺｒＯ２发生反应形成体相Ｚｒ（ＭｏＯ４）２．Ｍｏ—Ｏ—Ｚｒ表面物种中，Ｍｏ（Ⅵ）是四配位的，与四方ＺｒＯ２结合很强，它很可能与ＭｏＯ３／ＺｒＯ２具有超强酸性有密切关系．     

CrOx/SiO2催化剂上丙烷在CO2气氛中脱氢反应的研究

采用ＸＲＤ、ＵＶ－ｖｉｓ　 ＤＲＳ、ＥＳＲ和微分吸附量热等技术,考察了铬担载量分别为２．５、５和 １０ｗｔ％的 ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２催化剂的结构、表面性质和氧化还原性能。结果表明,催化剂表面上存在多种Ｃｒ的氧化态和聚集形式。随着Ｃｒ担载量从２．５ｗｔ％到１０ｗｔ％的逐渐增大,催化剂表面占主导地位的Ｃｒ物种由ＣｒＯ３单体转为多聚ＣｒＯ３和Ｃｒ２Ｏ３晶相。在 ＣＯ２气氛中催化剂对丙烷转化率和丙烯选择性的大小顺序为 ２． ５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２ ＞５ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２＞１０ｗｔ％ ＣｒＯｘ／ＳｉＯ２,反应过程中的原位 ＥＳＲ和 ＵＶ－ｖｉｓＤＲＳ测定结果表明,催化剂表面的反应活性中心为Ｃｒ５＋, Ｃｒ５＋可由催化剂预处理过程中 Ｃｒ３＋的氧化及丙烷反应过程中 ＣｒＯ３单体的还原产生,在反应中 ＣＯ２可使Ｃｒ３＋重新氧化为Ｃｒ５＋。     

MoO3/SiO2催化剂的异丁烷选择氧化反应性能

分别采用浸渍法和溶胶－凝胶法制备了MoO3/SiO2催化剂，用XRD，TPR，IR，TPD和活性评价等手段对催化剂的影响，晶格氧活泼性，化学吸附性能和异丁烷选择氧化反应性能进行了研究。结果表明，催化剂表面由Lewis碱位Mo=M,Mo-O-Mo中的晶格氧和Lewis酸位Mo^6 构成，在MoO3/SiO2催化剂上，异丁烷主要通过甲基的H双位吸附在表面的Lewis碱位Mo=O上；在常压条件下，异丁烷选择氧化产物主要为异丁烷，甲基丙烯醛和甲基丙烯酸，其中深度氧化产物CO2主要由吸附的异丁烯继续反应生成；采用溶胶－凝胶法制备的MoO3/SiO2催化剂，可得到较高的异丁烷转化率和含氧有机物选择性。     

丙烷选择氧化制丙烯醛MoVTeO/SiO2催化剂结构与性能研究

考察了MoVTeO/SiO₂系列催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能,结合XRD,Raman和TPD等表征结果研究了催化剂结构、表面性质与催化性能之间的关系.结果表明,以Mo为主要活性组分的催化剂(MoV_0.2Te_0.1/SiO₂)具有较好的催化性能.在V,Te组分存在下,Mo物种的分散度和MoO₃的可还原性能提高.以表面钼酸盐和多钼酸盐类形态存在的高分散Mo物种有助于提高催化活性,而催化剂较弱的表面酸性对丙烯醛的生成有利.     

光促甲烷和水合成甲醇和氢催化剂的研究

用表面改性法制备TiO2/SiO2，以等体积浸渍法制备负载型复合半导体催化剂(MoO3,ZnO)-TiO2/SiO2，通过XRD、BET、TPR、IR、UV-Vis DRS和TPD等技术对材料的表面形态结构、吸光特性、化学吸附性能及光催化甲烷和水的反应性能进行了表征和分析。结果表明，MoO3-TiO2/SiO2和ZnO-TiO2/SiO2的表面物种均具有显著的量子尺寸效应，在表面分别形成Mo—O—Ti和Zn—O—Ti复合结构；MoO3和TiO2在载体表面的复合可提高对光能的利用率并可增强对甲烷的化学吸附性能， 结果使得MoO3-TiO2/SiO2的光催化反应性能明显优于ZnO-TiO2/SiO2；在固定床环隙反应器中，150℃MoO3-TiO2/SiO2光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和氢，甲醇的选择性达到87.3％。     

Study of the elementary processes involved in the selective oxidation of methane over MoOx/SiO2

Isolated molybdate species supported on silica are reported to have the highest specific activity and selectivity for the direct oxidation of methane to formaldehyde. The present investigation was undertaken to understand the elementary redox processes involved in the formation of formaldehyde over such species. A MoO(x)/SiO(2) catalyst was prepared with a Mo loading of 0.44 Mo/nm(2). On the basis of evidence from extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) and Raman spectroscopy, the Mo atoms in this catalyst are present as isolated, pentacoordinated molybdate species containing a single Mo=O bond. Isotopic labeling experiments in combination with in-situ Raman spectroscopy were used to examine the reducibility of the dispersed molybdate species and the exchange of O atoms between the gas phase and the catalyst. It was established that treatment of MoO(x)/SiO(2) at 873 K under pure methane reduces the dispersed molybdate species to only a limited extent and results mainly in the deposition of amorphous carbon. During CH(4) oxidation to formaldehyde, the catalyst undergoes only a very small degree of reduction and typically only approximately 50-500 ppm of Mo(VI) is reduced to Mo(IV). Reactions carried out using CH(4) and (18)O(2) show that there is extensive scrambling of O atoms between the species in the gas phase and the catalyst. Additional experiments revealed that H(2)O formed in the reaction is the principal species responsible for the exchange of O atoms between the gas phase and the SiO(2) support. Low concentrations of H(2)O were observed to enhance the activity of MoO(x)/SiO(2) for CH(4) oxidation to formaldehyde. A mechanism for the oxidation of CH(4) over MoO(x)/SiO(2) was formulated in light of the observations made here and is discussed in the light of previous studies. It is proposed that peroxides are produced by the reaction of O(2) with a small concentration of reduced molybdate species and that the reaction of CH(4) with these peroxide species leads to the formation of formaldehyde. The proposed mechanism also accounts for the positive effects of low concentrations of H(2)O on the rate of formaldehyde formation.     

钾修饰的moo3/sio2催化剂的xrd和tpr表征

moo3/k2o/sio2催化剂;xrd;tpr;高硫合成气;甲硫醇     

MoO3和Nb2O5助剂对Pt/ZrO2催化剂上短链烷烃燃烧反应的不同促进作用

贵金属Pt催化剂具有高活性和热稳定性,广泛应用于催化挥发性有机物的完全氧化反应(燃烧反应).短链烷烃(甲烷、乙烷、丙烷等)化学性质稳定,是最难氧化的一类有机物,常用作考察燃烧反应催化剂性能的模型反应物.然而,目前报道的研究工作通常仅限于针对某一种烷烃底物的催化燃烧,系统考察催化剂以及助剂对不同短链烷烃的催化燃烧活性鲜有报道.在短链烷烃中,甲烷只有C–H键;而其它烷烃除了C–H键;还有C–C键.因此,研究催化剂对甲烷、乙烷和丙烷燃烧反应催化性能的差异性,对于认识催化剂上C–H键和C–C键的活化具有非常重要的意义.本文制备了MoO3或Nb2O5修饰的Pt/ZrO2催化剂并用于短链烷烃的燃烧反应.研究发现,MoO3助剂对甲烷燃烧有明显的抑制作用,但对乙烷,丙烷和正己烷燃烧反应具有促进作用,促进作用随着烷烃碳链的增长逐渐增加;Nb2O5助剂对甲烷、乙烷、丙烷和正己烷燃烧反应均具有促进作用,然而促进作用随着碳链的增长而逐渐减弱.MoO3和Nb2O5助剂的不同促进作用与助剂影响催化剂表面酸性以及Pt物种的氧化或还原态有关.NH3-TPD结果表明,MoO3助剂可以显著增加Pt/ZrO2催化剂表面强酸位点数量,而Nb2O5助剂可以显著增加Pt/ZrO2催化剂表面中强酸位点数量.HTEM结果表明,两种助剂的添加都不会明显改变Pt物种的颗粒尺寸.在Pt-Mo/ZrO2催化剂上,MoO3覆盖部分Pt物种形成丰富的Pt-MoO3界面,促进了金属Pt物种和强表面酸性位点的生成,提高了丙烷燃烧反应活性;Pt-Nb/ZrO2催化剂上载体表面的部分Nb2O5被Pt物种包覆,使得生成的表面Pt-Nb2O5界面低于Pt-Mo/ZrO2催化剂,但由于催化剂表面酸性位的提升,也促进了丙烷燃烧反应活性的提高.XPS结果表明,在甲烷燃烧反应中,Pt-Nb/ZrO2催化剂上Ptn+物种能够更加稳定地存在,这可能是Nb2O5助剂提高Pt-Nb/ZrO2催化剂上甲烷燃烧活性的关键.而Pt-Mo/ZrO2催化剂上Ptn+物种在甲烷反应中可以更容易地被还原,并且由于MoO3的包裹导致暴露的Pt位点数量降低,使催化剂催化甲烷燃烧的活性受到抑制.可见,MoO3助剂更有利于C–C键活化,而Nb2O5助剂更有利于高键能的C–H键活化.综上,本文系统性地研究MoO3助剂和Nb2O5助剂对Pt/ZrO2催化剂上不同短链烷烃的燃烧反应的影响,证实了两种助剂的促进作用与碳链长度的关系是截然不同的.     

MoO3/Al2O3催化氧化选择性合成亚砜

采用浸渍法制备了不同负载量的MoO3/Al2O3催化剂,讨论了MoO3,Al2O3和MoO3/Al2O3负载的催化剂作用下,利用H2O2进行硫醚氧化制亚砜的反应.结果显示MoO3/Al2O3催化剂负载量为20%时催化活性最高,原料转化率达100%,且没有副产物生成.将该方法应用到兰索拉唑前体的氧化反应中,收率达到80%.催化剂重复使用6次不失活.     

MoO3-TiO2/SiO2上光促表面催化甲烷和水合成甲醇和氢气

用分步等体积浸渍法制备了负载型复合半导体催化剂MoO3-TiO2/SiO2,通过XRD,BET,TPR,IR,UVDRS和TPD等手段对其进行了表征,结果表明,活性组分在载体表面高度分散,并具有量子尺寸效应,吸光阈值显著蓝移;TiO2在SiO2表面分散可增强MoO3与载体的相互作用,调变吸光性能,所形成的表面活性基元能够有效地吸附活化甲烷和水.在100℃下利用固定床环隙反应器借助紫外光的激发,通过“光-表面-热”协同作用,气相甲烷和水在MoO3-TiO2/SiO2表面生成了甲醇和氢,选择性达到85.6%.     

V2O5-MoO3-SiO2表面复合氧化物催化剂的制备与表征

采用表面改性法制备了V2O5-SiO2,MoO3-SiO2,V2O5-MoO3-SiO2复合氧化物催化剂,并用TPR和IR技术研究了催化剂的表面结构及V=O,M0=O的活性,同时用化学吸附IR技术研究了催化剂样品对异丁烷的化学吸附性能.实验结果表明:这些复合氧化物催化剂对异丁烷都有较高的化学吸附能力;SiO2能缓解表面Lewis碱位V=O和Mo=O的氧化能力,有利于选择氧化.     

M-Na-P-Mo-V/SiO2系列催化剂对异丁烯氧化反应的催化性能

 以浸渍法制备了M－Na－P－Mo－V／SiO2系列催化剂,并用FT－IR和TPR对催化剂进行了表征,考察了催化剂上的异丁烯化反应．结果表明,在空速900h－1和345℃的反应条件下,过渡金属的引入可提高甲基丙烯醛的选择性．其中Cu对催化性能的改善最佳,甲基丙烯醛选择性可达65．7％;而在Na－P－Mo－V／SiO2催化剂上,乙酸选择性可达50％,但甲基丙烯醛选性仅为4．1％．在催化剂中引入过渡金属时,Cu在提高甲基丙烯醛选择性的同时,也抑制了完全氧化产物COx的生成;Fe提高双键断裂产物和完全氧化产物选择性的同时,使甲基丙烯醛选择性下降;Zn对反应的影响不很大．TPR结果表明,在入Cu的催化剂中,Cu与杂多酸阴离子之间可能存在“溢流”作用．