Na-W-Mn/SiO2催化剂体系中W和Mn对甲烷氧化偶联反应的作用

制备了一系列不同W,Mn含量的Na-W-Mn/SiO2催化剂,并进行了其催化甲烷氧化偶联反应性能评价和XPS,XRD表征.研究结果表明,W和Mn的含量分别为2.2%≤W≤8.9%和0.5%≤Mn≤3%时,催化剂具有较好的甲烷氧化偶联反应性能.Mn的表面浓度与甲烷的转化率和乙烯的选择性有较好的对应关系,W的表面浓度与乙烷的选择性有一定的关联,据此提出Na-O-Mn和Na-O-W都是甲烷氧化偶联反应的活性中心.反应的活性相是Na2WO4,Na2W2O7和Mn2O3.     

硫酸钠对Mn/SiO2催化剂结构及其甲烷氧化偶联反应性能的影响

 采用等体积浸渍法制备了Na2SO4改性的Mn/SiO2催化剂,考察了Mn-Na2SO4/SiO2催化剂中各组分对甲烷氧化偶联合成C2产物(C2H4+C2H6)的影响,并采用X射线衍射、 X射线光电子能谱、 Raman光谱和程序升温还原等手段表征了催化剂中的物相结构、表面组分价态与含量以及氧化还原性能. 结果表明,在Mn/SiO2催化剂中添加Na2SO4可使载体SiO2由无定形转变为α-方石英相,使催化剂表面的Mn物种由Mn3O4转变为Mn2O3, 从而大大提高了甲烷转化率和目标产物C2的选择性. 因此,推测Mn2O3物种在反应条件下构成了甲烷氧化偶联反应的活性中心.     

Na-W-Mn/SiO_2催化剂活化甲烷的研究 Ⅰ.活性中心的结构

制备了不同 Na、W、Mn组分的 Na- W- Mn/ Si O2 催化剂 ,并进行了甲烷氧化偶联反应催化性能的评价和XPS、XRD、L RS表征 .研究结果表明 ,Na不但有强的表面富集能力 ,而且可以使 Mn向表面发生迁移 .首次发现 Na2 W2 O7也是活化甲烷的活性相 .活化甲烷的活性中心是 Na- O- Mn和 Na- O- W结构单元 ,且 Na- O-Mn主要存在于催化剂的表面 ,Na- O- W则分布在距催化剂表面较深的部位     

2%Mn2O3-5%Na2WO4/SiO2催化剂上的甲烷氧化偶联反应动力学

在Ｍｎ２Ｏ３－Ｎａ２ＷＯ４／ＳｉＯ２催化剂上的甲烷氧化偶联反应可用Ｒｉｄｅａｌ－ｒｅｄｏｘ机理描述，它包括均相及多相两个步骤。甲基自由基的生成是一个多相过程，Ｃ２烃的生成是一个均相过程。催化剂的活性同氧化速率和ＣＨ４与表面氧种的反应速率有关，Ｃ２烃的选择性与甲基自由基氧化速率常数和甲基自由基偶联速率常数的比值有关，这些常数均可从实验中求得。     

氧化镁的结构与甲烷氧化偶联催化性能

制法不同的ＭｇＯ对甲烷氧化偶联的催化性能相差悬殊，比表面积、ＸＲＤ、ＸＰＳ测试结果表明，在较低的反应温度范围内，比表面积大，则晶格畸变率大、晶粒度小，表面未饱和的配位氧量高的ＭｇＯ有较好的催化性能。     

Na-W-Mn/SiO2催化剂活化甲烷的研究Ⅰ. 活性中心的结构

制备了不同Ｎａ、Ｗ、Ｍｎ组分的Ｎａ－Ｗ－ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂,甲烷氧化偶联反应催化性能的评价和ＸＰＳ、ＸＲＤ、ＬＲＳ表征。研究结果表明,Ｎａ不但有强的表面富集能力,而且可以Ｍｎ向表面发生迁移,首次发现Ｎａ２Ｗ２Ｏ７也是活化甲烷的活性相,活化甲烷的活性中心是Ｎａ－Ｏ－Ｍｎ和Ｎａ－Ｏ－Ｗ结构单元,且Ｎａ－Ｏ－Ｍｎ主要存在于催化剂的的表面,Ｎａ－Ｏ－Ｗ则分布在距催化剂表面较深的部位。     

对甲烷氧化偶联W—Mn／SiO2催化剂Na2WO4的流失及其影响的考察

用ＸＲＤ，ＦＴ－ＩＲ，ＥＳＲ，Ｈ２－ＴＰＲ和ＴＯＰ等方法，对Ｎａ２ＷＯ４Ｍｎ２Ｏ３／ＳｉＯ２催化剂和其经水煮处理的一系列样品进行一表征。实验发现该催化剂中的结晶态ＮａＷＯ４易于流失，单层分布的Ｎａ２ＷＯ４在苛刻的处理条件下也有可能流失。     

甲烷氧化偶联反应催化剂碱性与反应性能的相关性

在催化剂甲烷氧化偶联反应性能研究的基础上，利用ＣＯ２－ＴＰＤ技术考察了不同的碱金属化合物－Ｌａ２Ｏ３／ＢａＣｏ３催化剂的表面碱性。结果表明，ＢａＣＯ３的协同作用，碱金属化合物的添加都增大了催化剂表面碱性的强度，也增加了碱性位的数量。     

甲烷在MnOx／SiO2催化剂上氧化偶联反应的研究

本文研究了催化剂MnOx/SiO_2在改进为连续进料反应条件下的催化活性及其催化反应机理.实验结果表明;锰负载量升至10(Wt)%时,甲烷转化率和C_2选择性均最高;进一步增大锰负载量时,催化剂中Mn_3O_4晶相形成,此时催化活性开始下降,说明催化剂中形成的硅酸锰盐与甲烷氧化偶联反应直接关联.反应初期,催化反应活性较高,但C_2选择性较低,反应几小时后,活性有所下降,但C_2选择性提高,最后.活性和选择性趋近稳定.进一步研究表明:催化剂中Mn~(2+)配位环境从反应前的八面体中介场转变为四面体强场,而且催化剂中Mn~(2+)浓度增大约100倍,说明Mn~(2+)浓度提高有利C_2选择性提高.反应稳定后的催化剂表面观察到Carbide(282.9 eV)和CHx(a)(X=0-3)(284.5 eV)碳物种存在,说明甲烷在催化剂表面吸附并分解:CH_4(g)→CH_3(a)→一CH_2(a)→→→Carbide,并讨论了甲烷通过CHx(a)在催化剂表面上迁移,直接偶联生成乙烯(X=2)和乙烷(X=3)的可能性.     

钠盐对甲烷氧化偶联LiCl／SiO2催化剂的影响

自从Keller等报导了有关甲烷氧化偶联的开拓性研究以来,有关该反应的催化剂探索研究的报导与日剧增。在众多的催化剂体系中,尽管LiCl有可能通过不同途径损失,但含LiCl的催化剂材料,仍以它的高活性和选择性优势,引起催化界的极大关注。文献报导Li/MgO催化剂和某些添加LiCl的担载或非担载的第一周期过渡金属氧     

碳氧定向反应Fe／C系催化剂中助剂的作用

本文采用微反－色谱，穆斯堡尔谱及ＸＰＳ等分析手段，研究了碳氧定向反应生成ＣＯ的Ｆｅ／Ｃ系催化剂中助剂Ｋ，Ｃｒ的作用。结果表明，助剂能大大提高定向氧化反应活性，并能稳定主活性组分的价态和提高其分散度。复合催化剂Ｆｅ－Ｋ－Ｃｒ／Ｃ无论在催化活性，稳定性及抗烧结性能方面都优于单组分催化剂。     

助剂对Ru/C催化剂的表面性质及氨合成催化性能的影响

以碱金属、碱土金属硝酸盐作为助剂前体，活性炭为载体制备了系列负载型钌催化剂，采用物理吸附、化学吸附和XRD等表征手段，考察了助剂对Ru/C催化剂的比表面、孔分布和钌分散度的影响，并在430 ℃、10.0 MPa和10 000 h－1条件下进行氨合成活性评价。结果表明，单助剂Ru/C催化剂，碱金属助剂的促进作用与其相应氢氧化物碱性变化规律一致，碱土金属助剂的促进作用与其相应氧化物碱性变化规律一致。在同类化合物中，铯和钡均是最有效的助剂，钡比铯具有更强的促进作用。以硝酸钡和硝酸铯制备双助剂Ru/C催化剂，先钡后铯分步浸渍制备钌催化剂的活性不仅明显高于钡、铯共浸渍钌催化剂，而且也高于先铯后钡分步浸渍钌催化剂。     

V2O5在硅胶表面的分散及助剂K2SO4作用的研究

用原位XRD方法证明V_2O_5能在硅胶表面自发分散, 但所需温度较高. 水汽对V_2O_5的分散有一定的阻碍作用. K_2SO_4可显著加快V_2O_5在SiO_2表面的分散速度, 并能降低V_2O_5/SiO_2的表面酸性. 被中和的主要是强酸位. 这可能是K_2SO_4能够改善V_2O_5/SiO_2催化剂在选择氧化反应中选择性的重要原因之一.     

镧助剂对Fe/ZrO2催化剂结构及F-T反应性能的影响

用ＸＲＤ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱，ＴＰＲ，ＣＯ－ＴＰＤ和ＣＯ加氢反应性能测试等手段研究了镧助剂对Ｆｅ／ＺｒＯ２催化剂结构及Ｆ－Ｔ合成催化剂性能的影响。结果表明，不同的制备方法明显影响催化剂的结构及反应的性能，镧助剂以Ｌａ２Ｏ３形式存在时，催化剂上甲烷选择降低，烯烃选择性提高；镧助剂以ＬａＦｅＯ３形式存在时，催化剂的催化活性大大提高，但同时甲烷选择性上升，烯烃选择性下降。     

Zr(SO4)2·4H2O的层状结构、插层及催化性能

利用ＸＲＤ，ＴＰＤＥ，ＰＥＤ和ＴＧ－ＤＴＡ等为主要研究手段，深入分析了Ｚｒ（ＳＯ４）２·４Ｈ２Ｏ的层状结构特性和插层性能，并以乙酸与乙二醇单醚的酯化反应普目标反应考察了其催化性能。研究结果表明：Ｚｒ（ＳＯ４）２·４Ｈ２Ｏ是一种具有中等强度酸性的层状化合物，位于层间的结晶水是产生Ｂ酸中心的来源；有机胺类分子具有较强的插层能力，胺的插入可将层板撑开并使层间距增大，从而进一步证实存在层间结晶水所产生的Ｂ     

Na-W-Mn/SiO_2催化剂中Na对甲烷氧化偶联制乙烯的作用(英文)

采用常规浸渍法制备了一系列Na（wt％）含量不同的Na－W－Mn／SiO_2催化剂,在流动态微型固定床常压反应装置上评价了这些催化剂的甲烷氧化偶联（OCM）制乙烯催化反应性能,并进行了XPS、XRD表征。实验结果表明,Na含量为0．39wt％－2．34Wt％的Na－W－Mn／SiO_2催化剂具有好的甲烷氧化偶联制乙烯性能,此时Mn以对反应有利的晶相存在,同时由于Na的表面富集,引起W、Mn向催化剂表面发生迁移。由此可见,在Na－W－Mn／SiO_2催化剂中,Na是甲烷转化和乙烯生成不可缺少的活性组分之一。     

添加碱金属对甲烷与空气制合成气催化剂性能的影响(英文)

考察了添加在镍基催化剂中的碱金属助剂对甲烷与空气制合成气的催化反应性能的影响。并用ＴＰＯ、ＴＰＲ、ＣＯ_２程序升温脱附（ＴＰＤ）、ＸＰＳ及ＣＯ脉冲色谱对催化剂进行了表征。实验结果表明,碱金属助剂对降低催化剂结炭有一定作用;催化剂抗积炭顺序为; Ｎｉ－Ｋ２Ｏ／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ－Ｌｉ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ－Ｎａ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３＞Ｎｉ／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３。在实验中,我们发现碱金属的添加使催化剂的Ｎｉ晶粒变大和吸附ＣＯ_２的能力增强,结合能发生不同程度的变化。这些实验结果从不同方面解释了碱金属助剂对催化剂活性和抗积炭性的影响。实验结果表明Ｎｉ－Ｌｉ２Ｏ／ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３具有较好的活性和抗积炭性。     

金负载量对低温水煤气变换Au/α-Fe2O3催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀法制备了低温水煤气变换Au/α-Fe2O3催化剂。通过正交实验优化催化剂的还原活化条件，考察了金负载量对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、UV-VIS、XRF、H2-TPR和O2-TPO等表征手段对催化剂的结构进行分析，并与其催化性能进行关联。结果表明，（1）采用10%-H2/N2还原气将催化剂在150 ℃原位还原9 h，其催化活性最高；（2）金的最佳负载量为8.00%，此时在催化剂制备过程中金的流失量较少，金粒子较小，也有利于抑制催化剂在反应过程中烧结；（3）TPR-TPO结果表明，金的负载量为8.00%时，Au/α-Fe2O3催化剂具有较易被还原、不易被氧化的性质，从而显示出最高催化活性。（4）Au/α-Fe2O3催化剂中的金以单质金（Au0）形式存在；其高活性与Au0-Fe3O4间的协同作用有关。     

钯（0）／离子交换树脂对有机锡试剂和有机卤化物偶联反应的催化性能和结构表征

制备了强碱性阴离子交换树脂（）负载钯（０）催化剂，发现它对有机锡试剂和有机卤化物的偶联反应有很高的催化活性，分离容易，可重复使用．起催化作用的是金属态把．ＸＰＳ等实验结果表明，在催化剂中钯作为桥将功能基－Ｎ（ＣＨ３）３与ＯＨ－联结起来．催化剂中的把可以看作是两配位的和配位不饱和的，经过氧化加成、金属交换、还原消除过程完成催化反应．     

反应条件对Zr—Mn—K催化剂合成甲醇,异丁醇的影响

用共沉淀法和超临界干燥法分别制备沉淀型Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ催化剂和超细Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ经剂，由合成气合成甲醇、异丁醇。考察了反应条件对两类催化剂合成甲醇、异丁醇的影响。超细催化剂生成异丁醇活性明显高于沉淀催化剂。在４００℃、５０００ｈ＾－１、１０．０ＭＰａ的反应条件下，超细催化剂异丁醇的含量可达１７．３１％，时空产率为１８．２ｍｌ／ｈ．Ｌｃａｔ．，１６ＭＰａ时异丁醇时空产率达３３．９２ｍｌ／ｈ．Ｌｃａｔ。