Li含量对Li/MgO丙烷氧化脱氢制烯烃反应催化性能的影响

采用浸渍法制备了不同Li含量的Li/MgO催化剂,并通过TG-DTA、N_2吸附及XRD等手段对其进行了表征;对丙烷在Li/MgO催化剂表面的两种吸附状态所占据的空间体积大小进行了计算,研究了Li含量对其丙烷氧化脱氢制烯烃反应催化性能的影响。结果表明,随着Li/MgO催化剂中Li含量的增加,丙烷转化率与乙烯、甲烷、乙烷和COx的选择性均先增加,在Li物质的量分数为3%时达到最高,然后随Li含量增加而降低,而丙烯选择性则出现相反的变化趋势。丙烷在Li/MgO催化剂上的吸附和反应同时受动力学和热力学两个因素的制约;Li负载量不同,反应活性位Li+O-分散状态也不同,导致产物分布发生变化。活性位分散度高时受热力学因素影响,有利于生成丙烯;活性位分散度低时受吸附动力学影响,更趋向于生成乙烯等其他产物。     

Nanocrystalline aerogel VOx/MgO as a catalyst for oxidative dehydrogenation of propane

Nanocrystalline aerogel VO_x/MgO catalysts for the oxidative dehydrogenation of propane with high surface area and uniform vanadium distribution were synthesized by co-gelation followed by supercritical drying. The catalysts were shown to have superior performance compared to nanocrystalline VO_x/MgO catalysts prepared by impregnation.     

负载型钒基催化剂上丙烷的临氧活化转化

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,     

甲烷氧化偶联锂/氧化镁催化剂和纳米催化剂

The Li/MgO catalyst and nanocatalyst were prepared by the incipient wetness impregnation and sol-gel method, respectively. The catalytic performance of the Li/MgO catalyst and nanocatalyst on oxidative coupling of methane was compared. The catalysts prepared in two ways were characterized by X-ray powder diffraction, Brunauer-Emmett-Teller surface and transmission electron microscope. The catalyst was tested at temperature of 973-1073 K with constant total pressure of 101 kPa. Experimental results showed that Li/MgO nanocatalyst in the oxidative coupling of methane would result in higher conversion of methane, higher selectivity, and higher yield of main products (ethane and ethylene) compared to ordinary catalyst. The results show the improved influence of nanoscale Li/MgO catalyst performance on oxidative coupling of methane.     

BiMo基复合氧化物催化剂丙烷直接氧化至丙烯醛研究

The effects of the available zoon above the catalyst bed on the performance of the catalyst were investigated. It has been suggested that propylene is an intermediate species in the reaction of propane to acrolein， and a two-step reaction scheme is proposed， the first step is oxidative dehydrogenation of propane to propylene in the gas phase then followed by the second step， the selective oxidation of propylene to acrolein on the surface of the catalyst. The performance of the catalyst depends on both the oxidative dehydrogenation of propane to propylene in the gas phase and the selective oxidation of propylene to acrolein on the catalyst surface. The thermal cracking， homogeneous oxidative dehydrogenation and heterogeneous catalytic dehydrogenation of propane as well as the selective catalytic oxidation of propane to acrolein over BiMoO based mixed oxides catalysts were studied. Under the optimum reaction conditions of propane dehydrogenation and selective oxidation of propylene， the selectivity and the yield of acrolein approached to 45mol% and 14mol%， respectively under about 30mol% propane conversion.     

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.     

氧化铈的结构对其热稳定性及催化丙烷氧化脱氢反应性能的影响

采用湿化学法制备了低维氧化铈的纳米棒和纳米颗粒,通过原位X射线粉末衍射、透射电镜和N2物理吸附等技术研究了氧化铈纳米结构对其热稳定性的影响.结果表明,氧化铈纳米棒的稳定性更高.采用浸渍法制备了氧化铈负载的氧化钒催化剂,并用于丙烷氧化脱氢反应中,发现以氧化铈纳米棒为载体的催化剂表现出更高的丙烯选择性,这可能是由于棒状结构的开放性有利于产物丙烯的直接扩散.     

Effect of Tin Precursor on the Catalytic Properties of Pt-Sn/Al2O3 Sol-Gel Prepared Catalysts

Tin-alumina supports were prepared by cogelation of aluminum tri-sec-butoxide and tetrabutyltin or tin tetrachloride. Aqueous or acetone platinum solutions were used for impregnation. The results show that the specific surface area and the acidity of the catalysts were only slightly modified by the metal precursors used. On cyclohexane dehydrogenation andn-hexane conversion, high selectivity to olefins and low cracking products were detected.     

Unique influence of rare earth (Pr,Nd, and Er) oxide surface acidic texture over CeO2/γ-Al2O3 catalysts for selective production of styrene using CO2 flow

Research on Chemical Intermediates - Variety of rare earth oxide-doped CeO2/γ-Al2O3 catalysts were prepared by a wet impregnation method and evaluated for oxidative dehydrogenation of...     

介孔氧化铝负载钒催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

 采用浸渍法制备了介孔氧化铝 (m-Al2O3) 负载钒催化剂 (V/m-Al2O3), 并考察了其催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应活性. 通过 N2 吸附-脱附、透射电镜、X 射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、氢-程序升温还原和氨-程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 介孔氧化铝具有大比表面积、窄孔径分布和两维六方相结构, 在其上负载适量的 V 可实现 V 活性物种的高分散及催化剂的弱酸性, 从而有利于提高丙烷转化率和丙烯选择性. 与共合成法制备的含 V 介孔氧化铝 V/m-Al2O3(C) 和浸渍法制备的 V/?-Al2O3 相比, V/m-Al2O3 表现出更高的催化活性. 这与载体较弱的酸性和较大的比表面积以及 V 物种的高分散有关.     

丙烷在负载型V2O5/Zr3(PO4)4催化剂上的氧化脱氢

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．     

Supported MgO–V<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>5</Subscript>/Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> catalysts for oxidative propane dehydration: Effect of the molar Mg : V ratio on the phase composition and catalytic properties of samples

The physicochemical properties of V₂O₅/Al₂O₃ and MgO–V₂O₅/Al₂O₃ supported catalysts (Mg : V = 1 : 1, 2 : 1, and 3 : 2) obtained by consecutive impregnation of the support with solutions of vanadium and magnesium precursors are studied using a complex of mutually complementary methods (XRD, Raman spectroscopy, UV–Vis spectrometry, and TPR-H₂). The effect of the formation of surface magnesium vanadates of various composition and structure on the catalytic properties of the supported vanadium oxide catalysts in the oxidative dehydrogenation of propane is studied. The introduction of magnesium in the samples and an increase in its content, accompanied by a change in the structure of the surface vanadium oxide phases from polymeric VO₆/VO₅ species to surface metavanadate species, magnesium metavanadate, and further to magnesium divanadate, significantly affects their catalytic properties in the reaction of the oxidative dehydrogenation of propane to propylene.     

nV-MCM-41 催化剂的制备及其催化 CO2氧化丙烷脱氢反应性能

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.     

PtSnNa/SUZ-4:丙烷脱氢反应的高效催化剂

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.随着丙烯需求量的逐步增加,丙烷脱氢制丙烯日益受到重视.负载型PtSn/γ-Al2O3催化剂具有优良的丙烷脱氢活性和选择性,但在高温、低氢压的反应条件下,催化剂易积炭而失活.近年来,选用了微孔分子筛如ZSM-5和介孔分子筛如SBA-15和MCM-41作为PtSn催化剂的载体,结果表明,具有规整孔道结构的负载型PtSn/分子筛催化剂的丙烷脱氢反应稳定性明显优于PtSn/γ-Al2O3催化剂.SUZ-4分子筛与ZSM-5分子筛结构相似且孔径相当,所不同的是ZSM-5由十元环交叉孔道组成,而SUZ-4由十元环和八元环孔道垂直相交组成.我们用微型催化反应装置结合XRD、BET比表面积和孔体积测试、NH3吸附-程序升温脱附(NH3-TPD)、氢化学吸附、热重分析(TG)、H2程序升温还原(H2-TPR)和程序升温氧化(TPO)等多种物理化学手段研究了负载型PtSnNa/SUZ-4和PtSnNa/ZSM-5催化剂的结构和丙烷脱氢反应性能,以及这两种催化剂在丙烷脱氢反应中催化性能差异的原因.实验结果显示,在丙烷脱氢反应中,负载型PtSnNa/SUZ-4催化剂上丙烯选择性和反应稳定性明显优于PtSnNa/ZSM-5催化剂,说明载体一定程度上会影响催化剂上丙烷脱氢反应性能.XRD,BET比表面积和孔体积测试等表征手段结果表明,SUZ-4和ZSM-5的孔体积和比表面积比较接近,载体的结构又类似,且两者的积碳量也相近,故载体的基本性质和积碳量的差异不是引起催化剂性能差异的原因.NH3-TPD结果表明,H-SUZ-4的酸强度明显强于H-ZSM-5.由于浸渍法制备负载型PtSn催化剂所用前体为具有强酸性的混合溶液(H2PtCl6+SnCl4),存在于SUZ-4分子筛孔道内表面的强酸中心不利于上述前体与SUZ-4分子筛孔道内表面结合.ZSM-5分子筛孔道内表面比较弱的强酸中心,促进了催化剂前体在ZSM-5分子筛孔道内表面的分散与结合.和ZSM-5为载体的催化剂相比,PtSnNa/SUZ-4上Pt粒子大部分分散在载体的外表面,从而金属上的积碳不易引起催化剂的失活.故多孔材料上Pt的分布是影响催化活性差异的主要原因.为进一步证明多孔材料上Pt的分布是影响催化活性差异的主要原因,我们通过二苯并噻吩预处理催化剂的手段证明Pt粒子在分子筛孔内外的分布情况.由于二苯并噻吩的尺寸比较大(0.8 nm)不能进入到分子筛的孔道内(SUZ-4:0.56 nm,ZSM-5:0.56 nm),所以载体孔道外的部分Pt会被二苯并噻吩预处理而失去活性,而孔道内的Pt不会因为预处理仍具有催化活性.实验结果表明,PtSnNa/SUZ-4经过二苯并噻吩预处理后,催化活性大大降低;而PtSnNa/ZSM-5经过二苯并噻吩预处理后,催化活性几乎没有变化.说明PtSnNa/SUZ-4上Pt粒子大部分分散在载体的外表面,从而金属上的积碳不易引起催化剂的失活.     

离子交换法制备Pt-Sn_E/Mg(Al)O催化剂及其烷烃催化脱氢性能

以水滑石为载体,采用离子交换法制备了Pt-Sn_E/Mg(Al)O催化剂,并对其进行了X射线衍射、N2物理吸附、透射电镜等技术表征;考察了该离子交换法制备的Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂对乙烷和丙烷脱氢的催化性能,并与浸渍法制备的Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂进行了比较。结果表明,利用离子交换法制备的Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂其反应活性和稳定性明显优于浸渍法制备Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂的。在相同条件下反应2 h后,Pt-SnE/Mg(Al)O催化剂和Pt-SnI/Mg(Al)O催化剂的乙烷催化脱氢转化率分别为12.2%和3.1%,丙烷催化脱氢转化率分别为38.7%和26.4%。     

丙烷脱氢负载型PtSnNa/SUZ-4催化剂中Na+助剂组分的作用

用微型催化反应装置结合X射线衍射(XRD)、H₂化学吸附、NH₃吸附-程序升温脱附(NH₃-TPD)和H₂-程序升温还原等多种物理化学手段研究了丙烷脱氢负载型PtSnNa/SUZ-4催化剂中Na⁺助剂组分的作用。结果表明,Na⁺组分可中和SUZ-4载体表面的强酸中心、提高催化剂的Pt金属分散度、抑制脱氢产物的裂解和积炭的生成,从而提高催化剂的丙烷脱氢选择性和反应稳定性。但是过量Na⁺组分的存在会削弱Sn物种与载体之间的相互作用,使其易被还原,导致催化剂丙烷脱氢活性显著下降。     

CO2氧化丙烷脱氢制丙烯V-Cr/SBA-15催化剂的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体，V和Cr为活性组分，采用浸渍法制备了不同V和Cr质量分数的V-Cr/SBA-15催化剂，研究了其对二氧化碳氧化丙烷制丙烯反应的催化性能，采用XRD、BET、TPR等分析测试技术对催化剂的结构进行了表征。结果表明，催化剂中V组分的质量分数较大时以V2O5物相存在，Cr组分以Cr2O3物相存在，它们对SBA-15分子筛的介孔特征影响不大；V、Cr单组分和双组分催化剂都具有较好的CO2氧化丙烷脱氢制丙烯的催化性能，V和Cr质量分数相同的双组分催化剂比单组分催化剂具有更高的催化活性；在V-Cr/SBA-15催化剂中，V和Cr之间存在一定的相互作用，进而改变了催化剂的氧化还原性能，提高了催化剂的催化性能。     

MgO、Al_2O_3、SiO_2催化剂上湿天然气中乙烷氧化脱氢的研究(英文)

研究了ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２催化剂对湿天然气中乙烷氧化脱氢反应的影响，发现ＭｇＯ对乙烷脱氢有较好的活性，７００Ｃ时，Ｃ２Ｈ４选择性达４１．８５％，收率达１８．７５％。考察了催化剂酸碱性对反应的影响，适当碱性的催化剂有利于反应的进行，催化剂活性顺序与碱性大小顺序相一致为ＭｇＯ＞Ａｌ２Ｏ３＞ＳｉＯ２。催化剂活性顺序与其晶格氧流动性有顺应关系。     

特定碱性MgO纳米晶暴露晶面上铁基催化剂及其费-托合成反应的研究

本研究采用等量浸渍法、化学沉淀法和超声浸渍法合成了一系列具有良好外露晶面的Fe/MgO催化剂。采用X射线粉末衍射、高分辨透射电子显微镜、CO₂程序升温脱附、H₂程序升温还原、X射线光谱学和N₂物理吸附等物理化学方法对催化剂进行了表征。MgO纳米晶载体的碱性会影响费-托合成产物的选择性。在超声浸渍过程中,MgO纳米晶载体的碱性得到了保持。研究结果显示,Fe/MgO催化剂的碱性会提高CO解离速率和产物中烯烃的选择性。此外,相比于MgO（100）晶面,MgO（111）晶面负载铁基催化剂具有更高的活性（TOF）和烯烃选择性。MgO（111）晶面上更有利于CO的吸附,抑制二次加氢反应,提高产物中烯烃的收率。     

Aerogel method for preparation of nanocrystalline CoOx·MgO and VOx·MgO catalysts

Cobalt-magnesium and vanadium magnesium oxide catalysts were prepared by aerogel method. The obtained nanocrystalline materials are characterized by uniform distribution of the active component, which is present in a finely dispersed state amorphous to X-rays. The oxides have unique morphology. The size of their nanoparticles does not exceed 10 nm. The aerogel synthesis method was successfully applied for synthesis of two-component CoO_x·MgO and VO_x·MgO catalysts active in CO oxidation and propane oxidative dehydrogenation, respectively.