Pt／H－Ga－Si杂原子分子筛催化剂上丙烷芳构化

考察了在具有Ｐｅｎｔａｓｉｌ孔道结构的Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ与Ｐｔ／Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ杂原子分子筛及ＨＺＳＭ－５分子筛催化剂上的丙烷芳构化。Ｐｔ／Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ有较高催化活性和芳烃选择性，用ＸＲＤ、ＴＥＭ和ＴＰＲ等技术对催化剂进行了表征，讨论了Ｐｔ与Ｇａ的相互作用。Ｐｔ／Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ为双功能催化剂，Ｐｔ促进烷烃脱氢成为烯烃，还能降低丙烷裂解活性，而且可稳定骨架Ｇａ，使其不易脱除；Ｇａ可以提高中间烯烃转变为芳烃的选择性。Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ与ＨＺＳＭ－５上的丙烷芳构化机理不同。Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ上为丙烷脱氢机理，Ｇａ脱去Ｈ＋形成活泼正碳离子，同时由于骨架Ｇａ与分子筛Ｂ酸位相邻，所以可提高芳烃选择性；ＨＺＳＭ－５上丙烷活化是经过裂化机理，再通过氢转移步骤形成芳烃。     

EFFECT OF CATALYST CONCENTRATION ON CATALYTIC PERFORMANCE IN LIQUID PHASE DIMETHYL ETHER SYNTHESIS FROM SYNGAS

利用ＺＳＭ－５型沸石可将轻烃选择性地转化为苯，甲苯和二甲苯。ＨＺＳＭ－５催化剂上丙烷转化率和芳烃选择性都很低，但在ＨＺＳＭ－５上添加Ｇａ或Ｐｔ－Ｇａ（双金属改性）后丙烷转化率和芳烃选择性都有很大提高。实验结果表明，Ｇａ／ＨＺＳＭ－５催化剂经氢气高温预处理后，其上的Ｂｒｏ．．ｎｓｔｅｄ酸中心数目减少。铂的加入促进了镓物种的还原，而还原的镓物种可以中和相当一部分催化剂表面Ｂｒ．ｎｓｔｅｄ酸中心，然后形成高度不饱和的催化活性中心。这些中心可以作为Ｌｅｗｉｓ中心，从丙烷和反应中间产物中拔除Ｈ－，使丙烷高选择性地生成芳烃     

Pt／H—Ga—Si杂原子分子筛催化剂上丙烷芳构化

考察了在具有Ｐｅｎｔａｓｉｌ孔道结构的Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ杂原子分子筛及ＨＺＳＭ－５分子筛催化剂上的丙烷芳构化，Ｐｔ／Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ有较高催化活性和芳烃选择性。用ＸＲＤ、ＴＥＭ和ＴＰＲ等于译催化剂进行了表征，讨论了Ｐｔ与Ｇａ的相互作用。Ｐｔ／Ｈ－Ｇａ－Ｓｉ为双工能催化剂，Ｐｔ促进烷烃脱氢成为烯烃，还能降低丙烷裂解活性，而且可稳定骨架Ｇａｗ，使其不易脱除；Ｇａ要以提高中间烯烃转变为芳烃的选择性。     

无机膜反应器对丙烷芳构化历程的影响

根据实验结果，从理论上分析了Ａｌ２Ｏ３无机膜反应器对ＨＺＳＭ－５，０．４％Ｇａ／ＨＺＳＭ－５和０．５％Ｐｔ－０．４％Ｇａ／ＨＺＳＭ－５催化剂上丙烷芳构化反应历程的影响。结果表明，氢气在烷烃活化、环烃形成芳烃和低碳烯烃加氢过程中担当着重要角色，膜反应器通过影响这些步骤，进而影响整个芳构化反应的选择性。     

低碳烷烃合成芳烃的研究

对ＺＳＭ－５型高硅沸石进行了锌改性，制备了不同锌含量的Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５催化剂。以丙烷为原料，在反应温度４７０～５５０℃，空速１～７ｈ￣（－１）条件下反应，并考察了催化剂的稳定性。结果表明，Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５较ＨＺＳＭ－５在原料转化率变化不大的情况下，芳烃选择性有较大提高，液体产物收率明显增加。氨ＴＰＤ和吡啶陡吸附红外光谱表明，Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５较ＨＺＳＭ－５总酸量低，Ｌ酸量多，Ｂ酸量少。丙烷在线热重分析表明，Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５积炭初速度较ＨＺＳＭ－５低一半，Ｈ＿２化学吸附表明，Ｚｎ／ＨＺＳＭ－５的吸氢量是０．４５ｍｍｏｌＨ２／ｇＺｎ，相当于每ｍｇ锌可吸附２．７１×１０￣（１７）个氢分子。     

丙烷在双功能ZSM—5催化剂上的芳构化

研究了在Ｚｎ、Ｐｔ、Ｚｎ－Ｐｔ（金属）改性的ＺＳＭ－５分子筛上进行的丙烷芳构化反应，并考察了预还的和反应温度对催化丙烷芳构化的影响，结果表明，在ＨＺＳＭ－５ ，低温时主要是发生酸性裂解反应，高温则发生氢转化反应生成芳烃，使用Ｚｎ、Ｐｔ、ＺｎＰｔ改性的ＺＳＭ－５催化剂显著提高丙烷转化率和芳烃选择性，这主要是由于丙烷直接脱氢及中间产物脱氢的活性增强所致，氢气的随同学原改善了Ｐｔ－Ｚｎ双金属催化剂的脱氢     

丙烷在无机膜反应器中的芳构化

研究了在固定床反应器和膜反应器中的丙烷芳构化，考察了ＨＺＳＭ－５担载的Ｇａ和Ｐｔ－Ｇａ催化剂对反应的影响。结果表明，采用无机膜反应器可以提高丙烷芳构化选择性，从而提高芳烃收率达１０％以上。在膜反应器中，低碳烷烃选择性降低，烯烃选择性增强。固定床相比，膜反应器在低温时对芳构化反应的促进作用最为显著，但是随着温度升高，其促进作用减弱。     

Ca对PtSn／MgAl2O4结构及丙烷脱氢性能的影响

比较研究了Ｃａ改性的ＰｔＳｎ／ＭｇＡｌ２Ｏ４在氮气及水蒸汽稀稀释下的丙烷脱氢性能，并利用ＴＰＲ、Ｈ２－ＴＰＤ、ＸＰＳ及脉冲氢吸附对催化剂进行了表征，结果表明，ＰｔＳｎ／ＭｇＡｌ２Ｏ４中加入０．５％的Ｃａ，增加了催化剂的丙烷脱氢活性，抑制了积炭失活，过量Ｃａ的加入则促进了催化剂中Ｓｎ组分的还原，生成了零价锡并可能与Ｐｔ形成合金，从而导致催化剂失活。在水汽中反应哩，水蒸汽一方面可调变催化剂结构，增加其     

STUDY OF HYDROGEN TRANSFER REACTIONS IN PROPANE AROMATIZATION OVER Ga MODIFIED HZSM-5 CATALYSTS

研究了丙烷在不同ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比值的ＨＺＳＭ５和Ｇａ改性ＨＺＳＭ５催化剂上的芳构化转化，为探讨氢转移反应的能力，也考察了在丙烷中添加少量氢对芳构化转化的影响。结果表明，随ＨＺＳＭ５分子筛ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比值的减小，氢转移反应程度增大；在分子筛中引入Ｇａ，氢转移反应能力增大。最后提出了有Ｇａ参与的反应机理。     

Ga／HZSM—5芳构化催化剂的研究：K,V,B第二组分改性对甲醇,丙烷转…

考察了Ｋ，Ｖ，Ｂ等对Ｇａ／ＨＺＳＭ－５催化剂的入性后表面酸性质和Ｇａ组分状态分布的变化以及对甲醇，丙烷芳构化催化作用的异同。结构表明，Ｖ，Ｂ改性后提高了甲醇转化的芳烃选择性，降低了丙烷的芳构化活性。     

ROLE OF Ga AND Pt-Ga IN THE CONVERSION OF PROPANE OVER Ga/HZSM-5 AND Pt-Ga/HZSM-5

为获得较高的Ｃ２选择性，在加水（水蒸气）条件下，研究了添加ＣａＯ对甲烷氧化偶联Ｌａ２Ｏ３催化剂的影响。发现ＣａＯ的添加提高了Ｌａ２Ｏ３催化剂的活性，同时水的添加明显地提高了催化剂的Ｃ２选择性。在加水条件下，Ｌａ２Ｏ３－ＣａＯ催化剂获得了较好的结果，其ＣＨ４转换率为２０％，Ｃ２选择性超过８０％。利用ＸＲＤ和ＸＰＳ技术对催化剂进行了表征，并对加水和不加水条件下的催化剂性能与结构变化的关系进行了讨论     

Pt改性分子筛催化剂上丙烷与苯的烷基化反应

研究了不同分子筛负载的Pt催化剂上丙烷与苯的烷基化反应.结果表明,Pt/HZSM-5具有较好的催化性能.在0~0.3%范围内提高Pt负载量可以提高催化剂的催化活性和生成C9以及C10 芳烃的选择性,降低非芳烃产物的选择性.较低的反应温度、较高的苯/丙烷摩尔比和较高的空速有利于烷基芳烃的生成.     

Na对PtSn/ZSM-5催化丙烷脱氢反应性能的影响

以HZSM-5分子筛为载体, 利用分步浸渍法制得不同Na含量的PtSnNa/ZSM-5催化剂, 用于丙烷脱氢反应. 利用XRD、吡啶吸附红外光谱、NH3-TPD、氢化学吸附、TPR等手段, 研究了Na的添加对PtSn/ZSM-5催化剂物化性质的影响. 结果表明: Na的添加对PtSn/ZSM-5催化剂的反应性能影响明显. 适量Na的添加不仅降低了催化剂中的Brönsted酸中心和Lewis中强/强酸中心, 抑制了积碳的发生, 提高了催化反应的稳定性; 而且提高了催化剂表面的Pt金属裸露度, 增加了反应活性. 当Na含量为1.0%(w)时, 催化剂的丙烯选择性和收率达到最大, 反应30 h后, 丙烷转化率仍然保持很高(36.4%). 继续增加Na含量, 催化剂中的Lewis弱酸中心有所增加, 同时Sn组分易于被还原成Sn0, 丙烷裂解、氢解等副反应增加, 不利于脱氢反应的进行.     

利用原子层沉积制备Pt/HZSM-5催化剂用于乙酰丙酸水相加氢制备戊酸

利用原子层沉积（ALD）技术制备出Pt/HZSM-5催化剂，并用于乙酰丙酸（LA）水相加氢制戊酸（VA）。在HZSM-5上沉积五个循环时的5Pt/HZSM-5催化剂，其VA收率高达91.4%，且具有较高的稳定性。研究表明，Pt加氢位点和HZSM-5 酸性位点距离越近越有利于VA的选择性生成。通过延长沉积的扩散时间，ALD可将Pt沉积到HZSM-5的微孔通道中，但对HZSM-5的微孔结构和酸性位点影响较小，这体现出ALD在保护HZSM-5 结构上的优势。随着ALD沉积Pt循环数的增加，Pt纳米颗粒的平均粒径、表面Pt的电子状态、HZSM-5表面酸位点都没有发生明显的变化，分子筛孔道中的Pt比例则逐渐降低，这导致VA生成的TOF降低。同时，也通过浸渍法制备了负载在HZSM-5上的Pt催化剂作为对比，结果表明，浸渍法导致HZSM-5的孔结构受损，形成了更多的微孔，表面酸性位点数目降低，其催化活性、VA 选择性和稳定性都显著低于ALD制备的催化剂。     

Ga2O3/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应

以直接水热合成和低硅沸石高温水蒸气脱铝两种方法制备了不同Si/Al摩尔比的HZSM-5载体, 考察了Ga₂O₃/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢制丙烯的反应性能. 结合XRD, N₂气吸附, ²⁷Al MAS NMR和NH₃-TPD等表征方法, 讨论了催化剂酸性质和孔性质与性能的关系. 实验结果表明, 减少催化剂表面的中强酸量可以显著提高反应的稳定性和丙烯的选择性; 水蒸气脱铝所增加的介孔有同样的效果, 这可能是由于介孔的存在有利于丙烯的脱附和扩散而抑制了寡聚、环化等副反应的发生, 减少了表面积炭的可能性.     

Mo/HZSM-5丙烷芳构化催化性能及其吸附量热的研究

采用等量浸渍法制得一系列不同担载量的Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂,运用ＸＲＤ和ＦＴＩＲ方法考察了Ｍｏ物种在催化剂表面的分散状态,首次采用微分吸一热技术对Ｍｏ／ＨｚＳＭ－５催化剂的表面酸性进行表征。同时研究了催化剂对丙烷芳构化的反应活性。结果表明：对于担载Ｍｏ的ＨＺＳＭ－５分子筛催化剂,Ｍｏ物种在ＨＺＳＭ－５分子筛表面上顺序为ＨＺＳＭ－５〉１％Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５〉２％Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛本身表面的酸     

The effect of Al~(3+) coordination structure on the propane dehydrogenation activity of Pt/Ga/Al_2O_3 catalysts

The effect of the Al_2O_3 structure on the performance of Pt/Ga/Al_2O_3 catalysts is investigated for the direct dehydrogenation of propane. The study unveils that the structure of Al~(3+)determines the bulk structure of catalysts, particularly a high content of coordinatively unsaturated Al~(3+)sites(penta-coordinated Al~(3+),denoted as Al~(3+)penta) could lead to a remarkably improved dehydrogenation activity of the catalyst. The bulk characterization reveals that the sufficient amount of Al~(3+)pentain Al_2O_3 benefit the dispersion of Pt and Ga_2O_3 on the Al_2O_3 support. At the same time, TPR results reveal that the presence of Pt facilitates the reduction of Ga_2O_3, likely due to the hydrogen spillover between the well dispersed Pt and Ga_2O_3,which consequently enhances the synergistic function between Pt and Ga_2O_3 in the dehydrogenation of propane. Recyclability tests demonstrate that the dehydrogenation activity stabilizes after three cycles over the Pt/Ga/Al_2O_3 catalyst.     

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.     

添加锡组分对Pt/ZSM-5催化剂丙烷脱氢反应性能的影响

丙烷脱氢制丙烯是优化利用炼厂气和油田伴生气资源的一条重要途径,这方面的研究已日益引起研究者的关注[1～5].对γ-Al2O3为载体的负载型铂催化剂丙烷脱氢催化性能已进行了深入的研究.通过引入特定的助剂,可以提高负载型铂催化剂低碳烷烃脱氢选择性和稳定性[6,7].与Ce、Zn、V、La、Cr、Fe、Zr、Mn等助剂比较,Sn助剂更有利于提高催化剂丙烷脱氢的反应稳定性[8].     

Adsorption properties of oxidized gallium-modified zeolite ZSM-5 from diffuse-reflectance IR-spectroscopic and quantum-chemical data: II. Interaction with carbon monoxide and water

Diffuse-reflectance IR spectroscopy was used to study the adsorption and subsequent high-temperature transformations of water and carbon monoxide molecules on the oxidation-treated gallium-modified zeolite Ga/HZSM-5. The results were correlated with the corresponding quantum-chemical calculation data. Usually, it is thought that the oxo ions [Ga=O]⁺ are formed in the oxidation of Ga/HZSM-5. Based on the experimental and calculated data, the possible reactions of the gallium oxo ions with the above molecules are considered. The oxo ions were found highly reactive, and it is likely that polynuclear gallium oxide nanoclusters were formed in the oxidation of the gallium-substituted zeolite Ga/HZSM-5. The Ga⁺ ions, which appeared in the course of Ga/HZSM-5 reduction, were partially oxidized by water at 573 K; in turn, this could initiate the formation of polynuclear nanoclusters. It was found that ～25% of the Ga⁺ ions were oxidized in the interaction with water to liberate molecular hydrogen. The thermal reduction of a nitrous oxide-preoxidized Ga/HZSM-5 sample with carbon monoxide was studied, and a conclusion on dissimilar states of oxygen bound to gallium was drawn.