甲烷直接芳构化反应的研究Ⅰ.负载Mo基催化剂在无氧条件下催化性能

研究了催化剂制备方法，Ｍｏ含量，预处理条件和反应条件对无氧条件下ＨＺＳＭ－５负载的Ｍｏ基催化剂上甲烷直接芳构化反应的影响，及积炭和烧炭再生对催化剂性能的影响，发现Ｍｏ含量为３．５～４％时催化剂活性最高，生成苯的速率高达１．２×１０＾－３ｍｏｌ．ｇ＾－１．ｓ＾－１，降低空速和提高反应温度均有利于甲烷的直接芳构化，随着反应的进行，乙烯的选择性不断提高，苯的选择性则不断降低，ＸＰＳ结果表明，反应后催化剂     

负载型钼基催化剂上甲烷,乙烷无氧芳构化反应研究

研究了不同载体钼基催化剂上甲烷，乙烷的无氧芳构化反应。在所采用的载体中，ＨＺＳＭ－５具有最佳性能，对甲烷的芳构化反应，Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂表现出较高的活性和芳烃选择性；而Ｍｏ／Ａｌ２Ｏ３或Ｍｏ／ＳｉＯ２催化剂则相对较差。对于乙烷的反应，钼物种的存在更有利于甲烷或乙烯的生成，芳烃选择性相对较低。钼物种较强的断键能力可能是使甲烷Ｃ－Ｈ键活化的原因。     

甲烷部分氧化制甲醛催化剂MoO_3／SiO_2及MoO-3·MxOy／SiO_2的程序升温还原研究

利用程序升温还原（ＴＰＲ）方法，研究了甲烷部分氧化制甲醛催化剂ＭｏＯ３／ＳｉＯ２及添加金属氧化物的ＭｏＯ３·ＭｘＯｙ／ＳｉＯ２（Ｍ＝Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ）催化剂上，活性组分在载体上的分散及ＭｏＯ３与ＭｘＯｙ的相互作用．发现钼含量的提高不利于ＭｏＯ３在ＳｉＯ２上的分散，催化剂表面晶相ＭｏＯ３随钼含量的提高而增多．ＳｉＯ２上担载的活性组分有一个最佳值，对应于最佳催化活性．ＭｏＯ３·ＭｘＯｙ／ＳｉＯ２催化剂中ＭｏＯ３与ＭｘＯｙ发生了不同的相互作用，影响催化剂表面的活性氧物种，导致它们对甲烷氧化活性和甲醛选择性的不同．ＭｏＯ３·Ｖ２Ｏ５／ＳｉＯ２是比较好的催化剂，且Ｖ２Ｏ５添加量有最佳值，对应甲烷氧化制甲醛也有较高的活性和选择性．     

HZSM-5结晶度和晶粒度对甲烷无氧芳构化催化剂性能的影响

使用高能球磨机通过研磨法制备了Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂，对不同球磨时间下的催化剂结构进行了表征，并考察了其催化甲烷芳构化性能。结果表明，球磨使ＨＺＳＭ－５分子筛的粒度变小，且使Ｍｏ与骨架发生了同晶置换，导致ＺＳＭ－５骨架破坏；球磨时间越长，结晶度越低，其催化甲烷芳构化活性和苯选择性越差。因此，较高的结晶度和较大的晶粒度对甲烷的无氧芳构化反应更有利。     

甲烷在铕改性Mo/HZSM-5催化剂上的直接芳构化反应Ⅰ.制备条件及反应性能的考察

研究了稀土元素Ｅｕ对Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂催化甲烷芳构化反应的影响，发现适量的稀土元素Ｅｕ可提高催化剂的甲烷转化率及苯选择性，在１０２３Ｋ反应时，甲烷的转化率达１９．３％，苯的选择性达９７．５％，且铕的促进作用随硅铝比的增加而加强．失活催化剂经氢气吹扫后，其活性较初活性略有提高．积炭分析表明，铕加速了催化剂的积炭，且适量积炭对芳构化反应也具有促进作用．     

甲烷在MoO_3／HZSM－5分子筛催化剂上的非氧催化转化

研究了反应温度、空速、Ｍｏ担载量和焙烧温度对ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷的芳构化反应的影响．ＨＺＳＭ－５分子筛的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸性、孔道结构和Ｍｏ在分子筛中的分布是影响催化性能的重要因素．ＨＺＳＭ－５上Ｍｏ担载量为２～３％时活性最佳，在１０１３Ｋ反应温度下甲烷转化率可达９％，芳烃选择性大于９０％．空速影响的实验表明乙烯是反应的初始产物．在此基础上提出了＂甲烷酸助异裂活化＂的新概念、＂金属钼类碳烯中间物＂的新观点和甲烷芳构化的可能机理．     

铜离子交换改性的沸石催化剂上甲烷的非氧芳构化

已有研究表明，ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ５是甲烷非氧芳构化的优良催化剂，在９７３Ｋ下甲烷转化率达６％～８％，苯选择性高于８０％，这为非氧气氛下甲烷的芳构化反应展示了非常诱人的前景［１～１２］．但是，该催化剂的活性和稳定性尚有待进一步提高，目前已有使用Ｐｔ，...     

担载型钼催化剂上的丙烷芳构化

与新鲜Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５（Ｆ）催化剂相比,于９７３Ｋ以甲烷活化后的Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５（Ａ）对丙烷芳构化的活性和芳烃选择性都得到显著提高,芳烃的收率从３．３５％提高到１３．８２％,根据催化剂（Ｆ）用于甲烷芳构化时存在活性诱导期,结合本实验的丙烷芳构化结果及ＸＲＤ结果,提出担载于分子筛表面的ＭｏＯ３经甲烷活化后转化为α－Ｍｏ２Ｃ后才对烷烃芳构化有较高活性。碳化钼是活性相,它的作用不在于活化烷烃,而是为     

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．     

甲烷在MoO3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化

研究了反应温度、空速、Ｍｏ担载量和焙温度对ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷的芳构化反应的影响。ＨＺＳＭ－５分子筛的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸性、孔道结构和Ｍｏ在分子筛中的分布是影响催化性能的重要因素，ＨＺＳＭ－５上Ｍｏ担载量为２－３％时活性最佳，在１０１３Ｋ反应温度下甲烷转化率可达９％，芳烃选择性大于９０％，空速影响的实验表明乙烯明反应的初始产物，在此基础上提出了“甲烷酸助异裂活化”的新概念、“金属相类     

MoO3／HBZSM—5催化剂上甲烷的无氧芳构化反应

以含硼杂原子分子筛ＨＢＺＳＭ－５为载体,考察了其担载ＭｏＯ３后催化甲烷无氧芳构化反应的性能,并结合ＸＲＤ,ＩＲ,ＴＧ和ＳＥＭ等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,ＭｏＯ３／ＨＢＺＳＭ－５催化剂具有较高的甲烷芳构化活性,但稳定性较差,随着引入分子筛骨架中硼量的增大,甲烷的极值转化率增高;随着反应温度的升高,ＭｏＯ３／ＨＢＺＳＭ－５催化剂的甲烷芳构化活性升高。从产物分布的变化来看,硼的引入对于催化剂     

甲烷在过渡金属离子交换分子筛催化剂上的无氧芳构化

考察了以第四周期过渡金属离子交换改性的ＨＺＳＭ－５为载体的催化剂上甲烷的无氧芳构化性能，并与反应后催化剂上的积炭量进行了关联。过渡金属离子引入ＨＺＳＭ－５的交换位后，起到了助剂作用，抵制了积炭的生成，从而使得催化剂的甲烷芳构化活性和稳定性均得到不同程度的提高，其中以Ｃｕ＾２＋、Ｆｅ＾３＾＋，ＶＯ＾２＋和Ｍｎ＾２＋离子交换改性的ＭｏＯ３／Ｍ－ＨＺＳＭ－５催化剂的活性和稳定性较高。     

MoO＿3／（TiO＿2－SiO＿2）催化剂的表面分散状态及催化性能的研究

用气相流动吸附法（ｇｒａｆｔｉｎｇ）制备复合载体，用浸渍法（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）制备ＭｏＯ３／（ＴｉＯ２－ＳｉＯ２）催化剂．应用ＬＲＳ和ＴＰＲ技术研究ＭｏＯ３在复合载体ＴｉＯ２－ＳｉＯ２表面的分散状态，发现ＴｉＯ２在ＳｉＯ２表面的分散可增强ＭｏＯ３与载体之间的相互作用，提高ＭｏＯ３在载体表面的分散阈值．催化剂的活性评价在固定床中压反应装置中进行，以６９％（ｗｔ）环己烷、２０％（ｗｔ）的环己烯、１０％（ｗｔ）的苯、１％（ｗｔ）的噻吩混合液为反应液，以噻吩、环己烯和苯的转化率作为催化剂的ＨＤＳ、ＨＹＤ、ＢＨＤ活性指标．结果表明，经ＴｉＯ２调变后，其ＨＤＳ、ＨＹＤ、ＢＨＤ活性都较原来高，对于不同ＭｏＯ３含量的ＭｏＯ３／（ＴｉＯ２－ＳｉＯ２），ＨＤＳ、ＨＹＤ催化性能测试发现，当ＭｏＯ３含量低于分散阈值时，其ＨＤＳ、ＨＹＤ活性随ＭｏＯ３含量线性上升，但在高于分散阈值后，几乎保持不变．该催化剂对苯几乎没有加氢活性，显示出很高的环己烯加氢选择性．通过分散阈值与其ＨＤＳ、ＨＹＤ活性的关系可知，分散阈值可作为优化加氢精制催化剂配比的一个重要参数，具有较强的实际意义     

甲烷在含镓沸石（MFI）上无氧活化性能的研究

采用水热法合成了不同Ｓｉ／Ａｌ、Ｓｉ／Ｇａ比的含镍分子筛，催化反应活性表征结果表明，地丙烷芳构化反应具有良好催化活性的含镍分子。没有显示出任何催化甲烷芳构化反应的特性；ＭｏＯ３作为添加组分显著地改变了催化剂的反应性能，３％ＭｏＯ３负载的含Ｇａ分子筛，在９７３Ｋ温度给出了约６％甲烷转化率和大于８０％的芳烃选择性，与ＺＳＭ－５相比，城相同的ＭｏＯ３担载条件下，含Ｇａ分子筛催化剂甲烷芳构化活性较低，但是     

DEHYDROGENATION AND AROMATIZATION OF METHANE IN THE ABSENCE OF OXYGEN OVER DOPED Mo/HZSM-5 CATALYSTS

研究了在Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂上添加助剂以及不同的反应预处理温度对甲烷无氧脱氢芳构化反应的影响。实验结果表明，由于第二组分的添加，Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂的活性和选择性都得到了较大程度的改善。预处理温度是影响催化剂反应性能的关键因素。Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５催化剂经过８７３Ｋ空气预处理后，甲烷在９７３Ｋ的转化率约为１０％，催化剂的稳定性也得到较大程度的提高。ＴＰＳＲ实验结果表明，Ｒｕ的加入降低了芳烃生成的温度。ＴＰＯ和ＤＴＡ实验结果表明，在Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５催化剂上可生成较多的碳物种，结合反应结果，可以认为反应过程中生成的碳物种对甲烷的无氧脱氢芳构化反应是起积极作用的     

添加Ru的Mo/HZSM-5催化体系上的甲烷无氧脱氢芳构化

研究了在Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂中添加过渡金属阳离子以改变催化剂的反应性能，提高甲烷无氧脱氢芳构化的反应活性和稳定性，在添加第二组分的催化剂中，Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５具有最佳的反应活性和稳定性，Ｒｕ的加使甲烷的转化率上原来的６％－７％提高以９．８％，采用比表面积及孔分布测定，Ｘ射线衍射，程序升温还原，程序升温氨脱附和差热分析等表征方法研究了Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５催化剂的物理化学性质，结果表明，     

甲烷直接氧化制甲醇Ⅱ．催化膜反应器（CMR）

采用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法制备了微孔结构均匀的“ＳｉＯ＿２／陶瓷”膜和“Ｍｏ－Ｃｏ－·Ｏ／ＳｉＯ＿２／陶瓷”催化功能膜，并用ＸＲＤ、ＳＥＭ和孔径测定等技术进行了表征。在常压、５００～７００℃的条件下，在催化膜反应器（ＣＭＲ）中考察了甲烷氧化制甲醇的反应。在相似的反应条件下（转化率为１．０％），用ＣＭＲ（甲醇选择性１１．２％）可获得较固定床反应器（甲醇选择性４．５％）高得多的甲醇选择性。     

甲烷在Mo／HZSM—5催化剂上的高温活化

高温下,甲烷在Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛上可直接生成苯［１］．虽然低温下甲烷能被Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂表面的—ＯＨ所活化［２］,但对甲烷在高温下的活化过程知之甚少,然而这却是很重要的．我们采用原位红外光谱技术,研究了甲烷在高温下Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化...     

富氧条件下甲烷还原NOxCo—ZSM—5催化剂的性能和表征

利用不同浓度和不同ＰＨ值的交换溶液，制得一系列Ｃｏ－ＺＳＭ－５催化剂，对富氧条件下催化剂甲烷选择性还原ＮＯＸ的活性进行了测定，由实验结果得知，富氧时，催化剂上氧化氮还原活性和甲烷的选择性随反应温度的变化２，分别在４４０℃和４１０℃有一极大值，应用ＩＲ、ＴＰＲ、ＸＰＳ和ＴＰＤ－ＭＳ等技术对催化剂进行了表征，观察到Ｃｏ＾２＿在ＺＳＭ－５分子筛上有两种不同落位，在Ｃｏ＾２＋离子与ＺＳＭ－５分子筛中的Ｎａ     

Ni改性Mo／HZSM－5催化剂上甲烷芳构化性能研究

Ｎｉ改性Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷芳构化性能研究王冬杰，张一平，费金华，郑小明（杭州大学催化研究所，杭州，３１００２８）关键词甲烷，Ｍｏ－Ｎｉ／ＨＺＳＭ－５催化剂，芳构化，芳烃由于甲烷氧化偶联和部分氧化遇到了转化率和选择性不易兼顾及甲烷深度氧化难...