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相似文献
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1.
有序介孔Sn-SBA-15负载铂催化剂上丙烷脱氢性能的提高   总被引:1,自引:0,他引:1  
丙烷脱氢制丙烯能够将低级烷烃转变成烯烃,是有效扩大丙烯来源的生产工艺.铂锡催化剂用于丙烷催化脱氢的主要缺点是稳定性差、选择性低,通过稳定锡的氧化态可以大大改善催化剂的脱氢性能及稳定性.本文采用一锅水热合成法制备了一系列高比表面积具有高度有序介孔结构的Sn掺杂的Sn-SBA-15材料,并作为载体负载铂催化剂用于丙烷脱氢反应.同时利用传统浸渍法(IM)合成了Sn/SBA-15-IM材料作为对比.结合X射线衍射(XRD)、BET比表面积和孔体积测试、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱、H2程序升温脱附(H2-TPD)、热重分析(TGA)、扫描电镜和透射电镜等多种物理化学表征手段研究了Sn-SBA-15材料和催化剂的结构性质及其丙烷脱氢反应性能.XRD和BET比表面积和孔体积测试结果表明,水热合成法原位引入助剂Sn不影响载体SBA-15的有序孔道结构,同时能够保持较大的比表面积.传统浸渍法引入Sn会堵塞载体孔道,载体比表面积及孔道有序度下降.Sn掺杂进入SBA-15骨架能够增强Sn物种与载体的相互作用,有利于Sn物种在反应过程中保持氧化态,提高催化剂丙烷脱氢反应的活性及选择性.当Sn掺杂量增至2.0 wt%时,Pt,Sn组分与载体之间的相互作用减弱,催化剂中Sn0物种所占比例增多,导致催化剂丙烷脱氢性能下降.在丙烷脱氢反应过程中,一锅法引入Sn的催化剂上反应活性和稳定性明显优于浸渍法引入Sn的催化剂.其中,Pt/0.5 Sn-SBA-15催化剂表现出最优的丙烷脱氢性能,丙烷转化率为43.8%,丙烯选择性为98.5%.  相似文献   

2.
丙烷氧化脱氢M-Fe-O催化剂的研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用微波加热草酸盐共沉淀法制备了一系列M-Fe-O(M=V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化剂,考察了其对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能,并对催化剂进行了BET、XRD、H2-TPR、电导测量等表征.实验结果表明V-Fe-O和Cr-Fe-O催化剂表现出较好的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能.反应温度为873 K时,以V-Fe-O为催化剂时丙烷转化率34.46%,丙烯选择性30.91%;在Cr-Fe-O为催化剂上丙烷转化率36.31%,丙烯选择性34.22%.  相似文献   

3.
丙烷脱氢制丙烯能够将低级烷烃转变成烯烃,是有效扩大丙烯来源的生产工艺.铂锡催化剂用于丙烷催化脱氢的主要缺点是稳定性差、选择性低,通过稳定锡的氧化态可以大大改善催化剂的脱氢性能及稳定性.本文采用一锅水热合成法制备了一系列高比表面积具有高度有序介孔结构的Sn掺杂的Sn-SBA-15材料,并作为载体负载铂催化剂用于丙烷脱氢反应.同时利用传统浸溃法(IM)合成了Sn/SBA-15-IM材料作为对比.结合X射线衍射(XRD)、BET比表面积和孔体积测试、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱、H_2程序升温脱附(H_2-TPD)、热重分析(TGA)、扫描电镜和透射电镜等多种物理化学表征手段研究了Sn-SBA-15材料和催化剂的结构性质及其丙烷脱氢反应性能.XRD和BET比表面积和孔体积测试结果表明,水热合成法原位引入助剂Sn不影响载体SBA-15的有序孔道结构,同时能够保持较大的比表面积.传统浸溃法引入Sn会堵塞载体孔道,载体比表面积及孔道有序度下降.Sn掺杂进入SBA-15骨架能够增强Sn物种与载体的相互作用,有利于Sn物种在反应过程中保持氧化态,提高催化剂丙烷脱氢反应的活性及选择性.当Sn掺杂量增至2.0 wt%时,Pt,Sn组分与载体之间的相互作用减弱,催化剂中Sn~0物种所占比例增多,导致催化剂丙烷脱氢性能下降.在丙烷脱氢反应过程中,一锅法引入Sn的催化剂上反应活性和稳定性明显优于浸溃法引入Sn的催化剂.其中,Pt/0.5Sn-SBA-15催化剂表现出最优的丙烷脱氢性能,丙烷转化率为43.8%,丙烯选择性为98.5%.  相似文献   

4.
不同孔道结构的氧化硅负载钒氧化物催化丙烷氧化脱氢   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用固定床微型反应装置,结合催化剂的原位电子自旋共振光谱、程序升温表面反应和紫外漫反射光谱等技术,研究了丙烷氧化脱氢的介孔氧化硅负载钒氧化物催化剂的性能和表面氧物种的状态及其反应性.结果表明,催化剂载体孔结构是影响钒氧物种分散状态乃至催化性能的一个重要因素.SBA-15负载钒氧化物催化剂因具有较大的比表面积和较大的孔径,不仅具有较高的丙烷氧化脱氢催化活性,而且具有较高的丙烯选择性.复合型钒氧化物催化剂表面与V离子相连的晶格氧物种是丙烷氧化脱氢牛成内烯的主要活性物种,载体表面高度分散的钒氧物种具有较高的丙烷氧化脱氢催化活性.负载型钒氧化物催化剂晶格氧物种是丙烷氧化脱氢转化为丙稀的主要活性物种,CO_2分子可以再生钒氧化物催化剂的晶格氧物种,同时它对丙烯的深度氧化作用较弱,因此在负载型钒氧化物催化剂上CO_2氧化丙烷可高选择性地生成丙烯.  相似文献   

5.
采用盐类固体研磨法制备了FeVO4催化剂,用原位电导方法测定了FeVO4催化剂在氧气 丙烷→氧气→丙烷连续变化气氛下的电导变化,确定其导电类型.以BET、XRD、H2-TPR等技术对催化剂进行表征,研究了其对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能.  相似文献   

6.
CO2氧化丙烷脱氢制丙烯用Pd-Cu/V2O5-SiO2催化剂的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
 采用等体积浸渍法制备了V2O5-SiO2负载的Pd-Cu双金属催化剂,以程序升温还原/程序升温氧化、红外光谱、程序升温脱附和微反技术表征了Pd-Cu/V2O5-SiO2对CO2和丙烷的化学吸附性能及对CO2部分氧化丙烷脱氢反应的催化性能. 结果表明,在催化剂表面金属活性位(Pd,Cu)和邻近的Vn+协同下形成的CO2卧式吸附态可在172和284 ℃断裂形成CO和晶格氧,以甲基氢和亚甲基氢双位吸附在V=O上的丙烷分子吸附态可在238 ℃脱氢生成丙烯. 在600 ℃,CO2/C3H8体积比为1和空速为1?286 h-1的条件下,丙烷转化率为35.22%,丙烯选择性为85.44%. 催化剂V=O中的晶格氧参与了丙烷氧化脱氢过程.  相似文献   

7.
闫冰  陆文多  盛健  李文翠  丁鼎  陆安慧 《催化学报》2021,42(10):1782-1789
乙烯和丙烯等低碳烯烃是重要的基础有机化工产品,广泛应用于化工生产的各个领域.相比于其他工艺,低碳烷烃氧化脱氢制烯烃工艺具有不受热力学平衡限制、无积炭等特点而被广泛研究.近年发现六方氮化硼(h-BN)、硼化硅(SiB6)和磷酸硼(BPO4)等非金属硼基催化剂能够高效催化烷烃氧化脱氢反应,并抑制产物烯烃的过度氧化,表现出高的催化活性和烯烃选择性.大量的研究表明,硼基催化剂活性起源于催化剂表面的"BO"物种(如B-O和B-OH等基团).氧化硼(B2O3)作为一种氧化气氛中化学性质稳定的含硼化合物,兼具丰富的"BO"位点,在反应条件下可形成多种结构以适用不同的化学环境,为制备高效的烷烃氧化脱氢催化剂提供了可能.在之前的研究中,多将B2O3浸渍在常规的TiO2,SiO2,A12O3等三维多孔载体上用于氧化脱氢反应.考虑到B2O3结构的灵活性和易于成键特性,需开发更为有效的合成策略,以提升B2O3催化剂在氧化脱氢反应中的活性和稳定性.本文采用静电纺丝技术合成了直径为100~150 nm的多孔掺硼二氧化硅纳米纤维(PBSN)用于低碳烷烃氧化脱氢反应.静电纺丝法合成的催化剂中硼物种在开放的氧化硅纤维骨架上均匀分散且稳定固载.一维纳米纤维结构不仅有利于扩散,且赋予催化剂在高重时空速(WHSV)条件下优异的烷烃氧化脱氢反应活性.在乙烷氧化脱氢反应中,当乙烷的转化率达到44.3%时,乙烯的选择性和产率分别为84%和44.2 μmol gcat-1 s-1.而在丙烷脱氢反应中,当丙烷转化率为19.2%时,总烯烃选择性及丙烯产率分别为90%和76.6 μmol gcat-1 s-1.在温度为545 ℃,丙烷WHSV高达84.6 h-1的条件下,催化剂保持长时间稳定.与其他负载型氧化硼催化剂相比,PBSN催化剂具有更高的烯烃选择性和稳定性.研究表明,在氧化硅负载B2O3催化剂催化丙烷氧化脱氢反应中,载体中Si-OH基团的存在可能会降低丙烯的选择性.瞬态分析和动力学实验表明,硼基催化剂催化烷烃氧化脱氢反应过程中O2的活化受到烷烃的影响.本文不仅为高效硼基催化剂的合成提供了新思路,也为深入理解该类催化剂上烷烃氧化脱氢反应过程提供了实验支撑.  相似文献   

8.
固相球磨法制备丙烷氧化脱氢V2O5/NiO催化剂   总被引:1,自引:0,他引:1  
以不同温度焙烧制备的NiO和V2O5为前驱物,采用固相球磨法制备了V2O5/NiO催化剂,考察了前驱物的焙烧温度对该催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯反应性能的影响,并采用x射线衍射、N2物理吸附、电感耦合等离子体原子发射光谱、透射电子显微镜、H2程序升温还原和x射线光电子能谱等对催化剂进行了表征.结果表明,固相球磨法制备的V2O5/NiO催化剂表现出较好的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能,当以400℃焙烧的氧化物为前驱体时,V2O5/NiO催化剂表面含有较多的未完全还原氧物种Oδ-,因而表现出了较高的丙烯选择性.在475℃反应时,丙烷转化率可达20.1%,丙烯选择性达到71.2%.  相似文献   

9.
丙烯是一种重要的化工原料, 其下游产品丰富, 用途广泛, 主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸和丁醇等化工产品.丙烯的需求正在不断增长, 而传统的丙烯生产方法如蒸汽裂解和石油催化裂化, 存在反应温度高、积碳严重且丙烯收率较低等问题. 因此研制丙烷脱氢制取丙烯的高效催化剂尤为重要. 研究发现, 以 CO2作为温和氧化剂进行逆水气变换反应可有效促进丙烷脱氢. 催化剂主要由活性组分与载体构成, 本文选择可用于活化丙烷的钒作为主要活性组分. 钒氧化物在载体上的高度分散是提高丙烷脱氢反应活性的关键. MCM-41 拥有较大的比表面积和高度有序的介孔结构, 可更有效地分散活性位点. 本文采用一步法合成了不同钒含量的 nV-MCM-41 催化剂 (1.9-10.6 wt%), 并研究了其在以下条件下催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应性能: 600 °C, 催化剂质量 0.2 g, 进料气体组成 C3H8/CO2/Ar (摩尔比) = 1/4/4, 进料气体总流量 15 mL/min. 其中 6.8V-MCM-41 催化剂具有最高的活性, 其初始丙烷转化率达 58%, 丙烯选择性达 92%, 远高于相似反应条件下早期研究的 nV-SBA-15 催化剂. 并在四次反应-再生循环中始终保持其原来的高反应活性. 本文借助于 N2吸附-脱附、拉曼光谱 (Raman)、X 射线光电子能谱 (XPS)和热重 (TG) 等手段探究了不同钒含量的 nV-MCM-41 催化剂在丙烷脱氢反应中催化性能差异的原因.氮气吸附-脱附结果表明, 所有催化剂都存在典型的高度有序的介孔结构, 并没有因为钒组分的掺杂而破坏. nV-MCM-41催化剂拥有较大比表面积,并随钒掺杂量的增加而减小. 其中,10.8V-MCM-41催化剂的比表面积急剧下降,可能是由于产生了结晶的 V2O5阻塞了孔道. Raman 结果表明, 当钒负载量超过 6.8 wt% 时, 出现了 V2O5的结晶峰. 另外根据单分散的四面体钒氧化物的特征峰面积发现, 6.8V-MCM-41 催化剂中钒物种分散度最高, 与其具有最高催化活性结果一致. XPS 结果也进一步证明 6.8V-MCM-41 钒物种的分散度最高. 在连续反应过程中 6.8V-MCM-41 催化剂失活较快,可归结于活性钒位点的还原与催化剂表面的积碳. 通过氧化再生, 可恢复催化剂活性, 并且在 4 次再生循环中始终保持其良好稳定的活性.  相似文献   

10.
丙烷在负载型V2O5/Zr3(PO4)4催化剂上的氧化脱氢   总被引:2,自引:0,他引:2  
制备了无定型的磷酸锆Zr3(PO4)4载体,采用浸渍法在载体上负载06%~60%的V2O5.所制备的催化剂在丙烷氧化脱氢反应中具有较好的催化性能,如30%V2O5/Zr3(PO4)4催化剂在丙烷转化率为170%时,丙烯选择性可达538%,丙烯收率达91%.考察了不同反应条件下催化剂的性能.XRD、IR和Raman光谱表明,V2O5在Zr3(PO4)4载体上主要是以高度分散的钒氧物种存在;ESR分析结果证明催化剂中存在V4+物种,表明V5+/V4+参与了氧化还原反应.  相似文献   

11.
A method of doping magnesium aluminum hydrotalcites, which are precursors for oxidative dehydrogenation oxide catalysts of various compositions, with copper(II) was developed, and copper(II)-containing oxide catalyst samples were synthesized. The catalytic properties of these catalysts were studied in the oxidative dehydrogenation of ethane, propane, and hexane. The conversion of ethane into ethylene on the copper-containing catalysts was established to proceed with high selectivities (90?C97%) and at low temperatures (400?C450°C).  相似文献   

12.
At temperatures near 650°C and residence times ofca. 3 s, the homogeneous oxidative dehydrogenation (OXD) of propane to propylene and ethylene approached oxygen limiting conditions, even when the reactor was filled with quartz chips. The addition of catalysts that are known to be effective in the OXD of ethane slightly increased the reaction rate, but the selectivities at a given conversion level were the same as those that were achieved in the homogeneous reaction.  相似文献   

13.
The dynamic structure of Mo-O species in Ag-Mo-P-O catalyst was studied by in situ confocal microprobe laser Raman spectroscopy (LRS) and catalytic test. The results indicate Mo-O species of MoO3 transformed to Mo-O species of AgMoO2PO4 in C3H8/O2/N2(3/14) flow at 773K. This behavior is closely relative to oxidative dehydrogenation of propan and intrinsic properties of Mo-O species. The Mo-O species of AgMoO2PO4 may be active species for oxidative dehydrogenation of propane.  相似文献   

14.
制备了Ni3V2O8, Ni2V2O7, NiV2O6催化剂, 进行了XRD, BET, H2-TPR, XPS和电导等表征, 并测试了这三种结构催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能, 分析了影响催化性能的因素. 实验结果表明, 当丙烷的转化率为10%时, 在p-型半导体Ni3V2O8和Ni2V2O7催化剂上丙烯的选择性为69.13%和70.21%, 而在n-型半导体NiV2O6上, 丙烯的选择性为64.41%, 表明p-型半导体Ni3V2O8和Ni2V2O7的催化性能优于n-型半导体NiV2O6的催化性能. XPS实验结果表明, 这可能与p-型半导体正钒酸镍(Ni3V2O8)和焦钒酸镍(Ni2V2O7)催化剂表面含较多O-氧物种和V4+有关.  相似文献   

15.
 用原位共焦显微拉曼光谱技术考察了丙烷选择氧化反应中Ag-M\r\no-P-O催化剂的结构,讨论了催化剂动态结构的成因及其对催化剂性\r\n能的影响.实验结果表明,在773K和n(C3H8)∶n(O2)∶n(N2)=\r\n3∶1∶4的反应条件下,Ag-Mo-P-O催化剂中的Mo-O物种可转化为A\r\ngMoO2PO4中的Mo-O物种(多钼酸根),此时催化剂对丙烷选择氧化具\r\n有较高的催化活性.催化剂中Mo-O物种的转化是由MoO3中Mo-O物种和\r\nAgMoO2PO4中Mo-O物种的结构特性决定的.AgMoO2PO4中的Mo-O物种具\r\n有较强的参与MarsvanKrevelen氧化-还原循环的能力,可能是丙烷选\r\n择氧化反应的活性物种.  相似文献   

16.
负载型钒基催化剂上丙烷的临氧活化转化   总被引:1,自引:0,他引:1  
用TPSR(程序升湿表面反应)-TR(FT)IR技术,研究临氧条件下丙烷负载型钒基催化剂上的活化和转化,并与催化剂的可不原性和表面酸性相关联,丙烷氧化脱氢生成丙烯与深度氧化生成COx的起始反应温度相同;而裂解产物C2H4和CH4的生成温度比丙烷氧化脱氢生成丙烯的高得多,可能主要源于丙烷的高温气相裂解,催化剂的表面酸性位和强的可还原性,有利于丙烷中C-H键的活化和临氧转化,降低起以攻提高丙烷转化率,  相似文献   

17.
The structure and catalytic properties of binary dispersed oxide structures prepared by sequential deposition of VO(x) and MoO(x) or VO(x) and CrO(x) on Al(2)O(3) were examined using Raman and UV-visible spectroscopies, the dynamics of stoichiometric reduction in H(2), and the oxidative dehydrogenation of propane. VO(x) domains on Al(2)O(3) modified by an equivalent MoO(x) monolayer led to dispersed binary structures at all surface densities. MoO(x) layers led to higher reactivity for VO(x) domains present at low VO(x) surface densities by replacing V-O-Al structures with more reactive V-O-Mo species. At higher surface densities, V-O-V structures in prevalent polyvanadates were replaced with less reactive V-O-Mo, leading to lower reducibility and oxidative dehydrogenation rates. Raman, reduction, and UV-visible data indicate that polyvanadates predominant on Al(2)O(3) convert to dispersed binary oxide structures when MoO(x) is deposited before or after VO(x) deposition; these structures are less reducible and show higher UV-visible absorption energies than polyvanadate structures on Al(2)O(3). The deposition sequence in binary Mo-V catalysts did not lead to significant differences in structure or catalytic rates, suggesting that the two active oxide components become intimately mixed. The deposition of CrO(x) on Al(2)O(3) led to more reactive VO(x) domains than those deposited on pure Al(2)O(3) at similar VO(x) surface densities. At all surface densities, the replacement of V-O-Al or V-O-V structures with V-O-Cr increased the reducibility and catalytic reactivity of VO(x) domains; it also led to higher propene selectivities via the selective inhibition of secondary C(3)H(6) combustion pathways, prevalent in VO(x)-Al(2)O(3), and of C(3)H(8) combustion routes that lead to low alkene selectivities on CrO(x)-Al(2)O(3). VO(x) and CrO(x) mix significantly during synthesis or thermal treatment to form CrVO(4) domains. The deposition sequence, however, influences catalytic selectivities and reduction rates, suggesting the retention of some of the component deposited last as unmixed domains exposed at catalyst surfaces. These findings suggest that the reduction and catalytic properties of active VO(x) domains can be modified significantly by the formation of binary dispersed structures. VO(x)-CrO(x) structures, in particular, lead to higher oxidative dehydrogenation rates and selectivities than do VO(x) domains present at similar surface densities on pure Al(2)O(3) supports.  相似文献   

18.
Perovskite‐type oxides, ABO3, can be successfully applied as solid “oxygen reservoirs” in redox reactions such as selective hydrogen combustion. This reaction is part of a novel process for propane oxidative dehydrogenation, wherein the lattice oxygen of the perovskite is used to combust hydrogen selectively from the dehydrogenation mixture at 550 °C. This gives three key advantages: it shifts the dehydrogenation equilibrium to the side of the desired products, heat is generated, thus aiding the endothermic dehydrogenation, and it simplifies product separation (H2O vs H2). Furthermore, the process is safer since it uses the catalysts’ lattice oxygen instead of gaseous O2. We screened fourteen perovskites for activity, selectivity and stability in selective hydrogen combustion. The catalytic properties depend strongly on the composition. Changing the B atom in a series of LaBO3 perovskites shows that Mn and Co give a higher selectivity than Fe and Cr. Replacing some of the La atoms with Sr or Ca also affects the catalytic properties. Doping with Sr increases the selectivity of the LaFeO3 perovskite, but yields a catalyst with low selectivity in the case of LaCrO3. Conversely, doping LaCrO3 with Ca increases the selectivity. The best results are achieved with Sr‐doped LaMnO3, with selectivities of up to 93 % and activities of around 150 μmol O m?2. This catalyst, La0.9Sr0.1MnO3, shows excellent stability, even after 125 redox cycles at 550 °C (70 h on stream). Notably, the activity per unit surface area of the perovskite catalysts is higher than that of doped cerias, the current benchmark of solid oxygen reservoirs.  相似文献   

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