钒磷复合氧化物催化剂再氧化的在线动态质谱研究

 采用在线质谱动态响应技术，研究了钒磷复合氧化物（VPO）催化剂再氧化条件（氧浓度、温度和时间）对正丁烷选择氧化制顺酐反应的影响．结果表明，催化剂再氧化条件对正丁烷选择氧化反应性能有明显的影响，其中再氧化温度是主要影响因素．当正丁烷选择氧化和VPO催化剂再氧化在反应器（循环流化床和固定床）内序贯、交替进行时，可以通过改变再氧化条件使催化剂再氧化反应与正丁烷选择氧化反应恰当地匹配以改善时均反应性能．     

超临界流体干燥方法在丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂制备中的应用

分别用超临界流体干燥方法和传统方法制备了用于丁烷选择性氧化顺酐的VPO催化剂。用超临界流体干燥方法制备的催化剂VPOⅡ的比表面积高达38．8m^2/g,而用传统方法制备的催化剂VPOⅠ的比表面积只有10.7m^2/g。XRD分析表明,除催化剂VPOⅡ中的VOPO4相含量比催化剂VPOⅠ稍多外,这两种催化剂的主要结构均为（VO）2P2O7相。在有氧和无氧条件下进行的丁烷氧化制顺酐的催化反应结果表明,用超临界流体干燥方法制备的催化剂不仅具有较高的顺酐收率,而且含有更多的可在无氧条件下参与选择性氧化反应的晶格氧（催化剂VPOⅡ的可利用选择性晶格氧量比催化剂VPOⅠ增加了1．5倍）。用超临界流体干燥方法可以改善催化剂性能的原因可能与催化剂具有较大的比表面积和较多的V^5 有关。     

丙烷选择氧化用VPO／SiO2催化剂的研究

 摘要：对比研究了VPO和VPO／SiO2催化剂的结构、表面元素氧化态、还\r\n原性及其对丙烷选择氧化反应的催化性能．与VPO催化剂相比，VPO／S\r\niO2催化剂具有较大的比表面积；VPO主要以（VO）2P2O7的形式高度分散于SiO2表面；VPO／SiO2催化剂的还原温度较低；VPO／SiO2催化剂与丙烷的相互作用较强；在反应条件下，VPO／SiO2催化剂的活性较高，但产物丙烯的选择性较低，并有丙烯醛等C3含氧化合物生成．这可能是由于VPO／SiO2催化剂表面的V与Si发生了相互作用之故．随着VPO担载量的增加，VPO／SiO2催化剂的比表面积减小；催化剂的还原温度略有升高，可还原的晶格氧量增加；催化剂表面与丙烷的相互作用增强；丙烷转化率升高而丙烯选择性降低，丙烯醛选择性在5％VPO／SiO2催化剂上最高．这可能是由于随着VPO担载量的增加，催化剂表面晶格氧的密度增大所致．     

正丁烷氧化制顺酐流化床催化剂的性能

 考察了前驱体制备过程中水合肼／五氧化二钒摩尔比（以下简记\r\n为n（N2H4）／n（V2O5））对催化剂性能的影响．由较高的n（N2H4）\r\n／n（V2O5）比制得的催化剂，其（VO）2P2O7相含量较多，正丁烷转化\r\n率较高．随着n（N2H4）／n（V2O5）比的减小，δ－VOPO4相的含量逐\r\n渐增多，正丁烷转化率随之升高；而顺酐选择性开始时升高，达到最大\r\n值后逐渐降低．在n（N2H4）／n（V2O5）＝0．34时制备的催化剂最佳\r\n，在丁烷浓度为4．0％、空速为500h－1及反应温度为420℃的反应条件\r\n下，顺酐收率可达49．74％．本文中细粒床催化剂有较大的操作弹性．     

钒磷氧合成条件对丁烷选择性氧化催化性能的影响

正丁烷氧化制备顺酐是低碳烷烃高值化利用的典型代表,钒磷氧(VPO)催化剂是该反应唯一的工业催化剂.通过调控有机相法合成过程中还原时间、回流时间和磷钒物质的量比3种实验参数,合成系列VPO催化剂,结合多种分析手段,探索合成条件对催化剂结构的影响规律,获得精细调控催化剂合成的方法和最优条件,催化正丁烷选择性氧化反应,转化率...     

二甲基亚砜对钒磷氧催化剂性能的影响

在制备钒磷氧催化剂前驱体的过程中,加入高沸点溶剂二甲基亚砜（DMSO）,改善了钒磷氧催化剂对正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐的催化性能．催化性能评价实验表明,当DMSO／V（摩尔比）=0．1时,用催化剂（D0.1-VPO）制备顺酐的收率达到最大（49．4％）,与没有加入DMSO的催化剂（VPO）相比其选择性由57％提高到76％,转化率达到65％．采用BET,XRD,SEM,FT-IR等方法分析,发现添加DMSO能增大催化剂的比表面积,改变催化剂前驱体择优取向和催化剂的微观形貌,形成了一些具有纳米尺度的催化剂颗粒．     

用醇还原VOPO4·2H2O制备的VOHPO4·0.5H2O的择优取向性能

 研究了用醇还原VOPO4·2H2O制备的VOHPO4·0．5H2O的晶面择优\r\n取向现象及其在正丁烷和空气混合气体中活化后,产物（VO）2P2O7的\r\n晶面择优暴露对正丁烷氧化制顺酐性能的影响．以伯醇还原VOPO4·2H\r\n2O制备的VOHPO4·0．5H2O晶体,晶面择优取向于（220）面,晶型为玫\r\n瑰状或扭曲的片状聚集体;活化后的产物仅含（VO）2P2O7相,其（02\r\n0）晶面择优暴露．以仲醇还原VOPO4·2H2O制备的VOHPO4·0．5H2O晶\r\n体,晶面择优取向于（001）面,晶型为平板片状体;活化后的产物由\r\n（VO）2P2O7,VOPO4和无定形相组成,其中（VO）2P2O7相含量低,其\r\n（020）晶面暴露少．由苄醇、环己醇和3－甲基－3庚醇还原VOPO4·2\r\nH2O制备的VOHPO4·0．5H2O的XRD谱与用仲醇制备的相似．用一般方法\r\n（V2O5／异丁醇／H3PO4）制备的VOHPO4·0．5H2O晶体不具有晶面择优\r\n取向性质,活化后得到的（VO）2P2O7的结晶度较低．由正辛醇还原VO\r\nPO4·2H2O制备的VOHPO4·0．5H2O经活化后,对正丁烷氧化制顺酐的催\r\n化性能优于用仲辛醇和一般方法制备的VOHPO4·0．5H2O．     

沸石负载的钒络合物催化剂对烷烃氧化反应的催化性能

 将钒氧吡啶甲基络合物VO（pic）2负载于Y及ZSM－5沸石分子筛\r\n中，制备出沸石负载的钒络合物催化剂．用X射线衍射、电子自旋共振\r\n、红外光谱和元素分析等方法对催化剂进行了表征．结果表明，VO（p\r\nic）2络合物确实负载于分子筛孔道内，负载后的络合物仍保持着原来\r\n的结构．考察了催化剂对正己烷和环己烷氧化反应的催化性能，发现沸\r\n石分子筛负载的VO（pic）2络合物催化剂保留有络合物原有的催化性能\r\n，虽然催化活性有所下降，但显示出较好的形状选择性．与未负载的络\r\n合物相比，NaY和ZSM－5沸石负载的VO（pic）2络合物催化剂对正己烷\r\n氧化反应的伯醇选择性分别提高了2～3倍和5～6倍．     

超临界流体干燥方法在丁烷选择性氧化制顺酐

分别用超临界流体干燥方法和传统方法制备了用于丁烷选择性氧化制顺酐的VPO催化剂. 用超临界流体干燥方法制备的催化剂VPOⅡ的比表面积高达38.8 m2/g,而用传统方法制备的催化剂VPOⅠ的比表面积只有10.7 m2/g. XRD分析表明,除催化剂VPOⅡ中的VOPO4相含量比催化剂VPOⅠ稍多外,这两种催化剂的主要结构均为(VO)2P2O7相. 在有氧和无氧条件下进行的丁烷氧化制顺酐的催化反应结果表明,用超临界流体干燥方法制备的催化剂不仅具有较高的顺酐收率,而且含有更多的可在无氧条件下参与选择性氧化反应的晶格氧(催化剂VPOⅡ的可利用选择性晶格氧量比催化剂VPOⅠ增加了1.5倍). 用超临界流体干燥方法可以改善催化剂性能的原因可能与催化剂具有较大的比表面积和较多的V5+有关.     

硝基苯加氢合成对氨基酚用负载铂催化剂的制备

 用甲醛还原沉积法制备了活性炭负载的铂催化剂（Pt／AC）和不\r\n同载体负载的铂催化剂，并考察了催化剂对硝基苯加氢制备对氨基酚反\r\n应的催化性能．结果表明，还原Pt（Ⅳ）的甲醛用量是影响催化剂性能\r\n的关键因素，甲醛必须过量而且存在一个最佳值．增加催化剂的铂负载\r\n量，不能有效提高加氢反应速度，反而易降低对氨基酚选择性；低铂负\r\n载量催化剂具有较高的活性、选择性及稳定性．XPS和TEM表征结果表明\r\n，金属铂集中分布于活性炭颗粒外部，其颗粒大小介于2～12nm间．炭\r\n载体催化剂的活性和选择性明显高于金属氧化物载体催化剂．掺入适量\r\n的Mg可显著提高Pt／AC催化剂的活性和选择性．     

正丁烷氧化制顺酐Ce基复合氧化物VPO催化剂研制

在用共沉淀方法制备的Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物中,加入ＶＰＯ化剂制备复合ＶＰＯ催化剂;井测试结构、氧化还原性能以及催化性能。实验结果表明,Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物的组成和数量均对复合ＶＰＯ催化剂的结构产生较大的影响,Ｃｅ－Ｆｅ复合氧化物的加入,提高了复合ＶＰＯ催化剂表面低温氧物种的活性,降低了品格氧物种的ＴＰＲ出峰温度,无论在有无气相氧条件下,复合ＶＰＯ催化剂的晶格氧均有良好的反应催化性能。     

Thermogravimetric Analysis of Vanadium Phosphorus Oxide Catalysts Doped with Cobalt and Iron

The transformation of VOHPO4·0.5H2O (VPO) precursor doped with cobalt or iron for n-butane oxidation to maleic anhydride was investigated by thermogravimetric analysis under air and nitrogen, with and without n-butane in the flow. While almost no effect was observed in nitrogen or air, a strong influence of the doping was observed when n-butane was added to the nitrogen or air. This resulted in a delay of the decomposition of the precursor and a further reoxidation of the VPO catalyst, particularly for doping with cobalt at low percentage (1%). This shows that doping can change the oxidation state of vanadium phosphorus oxide catalysts, which can explain differences in their catalytic performances and the favourable effect of doping by cobalt. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

V5+物种对钒磷氧化物催化性能的影响

采用有机相法制备钒磷氧化物催化剂，通过空气或氧气气氛中不同时间的原位预处理以系统调变样品中V⁵⁺物种的含量及其状态，并考察对催化正丁烷选择氧化制马来酐的反应性能的影响。理化表征手段的结果表明，空气或氧气预处理改变了V物种的价态及V⁵⁺/V⁴⁺的相对含量，但对催化剂的比表面积和表面P/V比没有显著影响。表面V⁵⁺/V⁴⁺的合适比例及相应的结构状态可能在V⁵⁺-V⁴⁺物种之间产生较好的协同作用，从而获得较为理想的催化反应性能。     

VPO催化剂上气态环己烷催化氧化制取顺酐及醋酸的研究

为研究气态环己烷催化氧化制取顺酐及醋酸的新反应，采用沉淀法制备了8种相同晶相的VPO固体催化剂．借助XRD、FT-IR技术对催化剂进行主体晶相确定，利用氧化还原滴定方法测定了催化剂中钒的平均氧化数．结合催化反应的活性评价，发现具有适宜结晶度、适宜V^4 ／V^5 比和在反应气氛下活化的催化剂，均可提高实现目标反应的催化活性；添加钼组份并不能改善催化剂的选择性．     

Structural characterization and oxidative dehydrogenation activity of V2O5/Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 catalysts

The thermal stability of a nanosized Ce(x)Zr(1-x)O2 solid solution on a silica surface and the dispersion behavior of V2O5 over Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 have been investigated using XRD, Raman spectroscopy, XPS, HREM, and BET surface area techniques. Oxidative dehydrogenation of ethylbenzene to styrene was performed as a test reaction to assess the usefulness of the VOx/Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 catalyst. Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 (1:1:2 mol ratio based on oxides) was synthesized through a soft-chemical route from ultrahigh dilute solutions by adopting a deposition coprecipitation technique. A theoretical monolayer equivalent to 10 wt % V2O5 was impregnated over the calcined Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 sample (773 K) by an aqueous wet impregnation technique. The prepared V2O5/Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 sample was subjected to thermal treatments from 773 to 1073 K. The XRD measurements indicate the presence of cubic Ce0.75Zr0.25O2 in the case of Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2, while cubic Ce0.5Zr0.5O2 and tetragonal Ce0.16Zr0.84O2 in the case of V2O5/Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 when calcined at various temperatures. Dispersed vanadium oxide induces more incorporation of zirconium into the ceria lattice, thereby decreasing its lattice size and also accelerating the crystallization of Ce-Zr-O solid solutions at higher calcination temperatures. Further, it interacts selectively with the ceria portion of the composite oxide to form CeVO4. The RS measurements provide good evidence about the dispersed form of vanadium oxide and the CeVO4 compound. The HREM studies show the presence of small Ce-Zr-oxide particles of approximately 5 nm size over the surface of amorphous silica and corroborate with the results obtained from other techniques. The catalytic activity studies reveal the ability of vanadium oxide supported on Ce(x)Zr(1-x)O2/SiO2 to efficiently catalyze the ODH of ethylbenzene at normal atmospheric pressure. The remarkable ability of Ce(x)Zr(1-x)O2 to prevent the deactivation of supported vanadium oxide leading to stable activity in the time-on-stream experiments and high selectivity to styrene are other important observations.     

金属掺杂Ce-M(M=Fe、Ni和Cu)催化剂的CO低温氧化性能研究

采用水热合成法制备了一系列不同金属掺杂的Ce-M（M=Fe、Ni和Cu）复合氧化物,运用低温N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、拉曼光谱和XPS等表征技术对Ce-M复合氧化物的结构与其CO低温氧化反应性能之间的关系进行了关联。结果表明,将Fe、Ni和Cu掺入CeO₂明显提高了其氧空位的含量,提升了晶格氧的流动性,从而使Ce-M催化剂的还原能力和催化活性高于纯CeO₂。其中,CeCu催化剂氧空位最多、还原能力最好,催化活性最高,130 ℃下即可将CO完全氧化;其次是CeNi催化剂,180 ℃时实现CO完全氧化;与之相比,CeFe催化剂的活性最差,200 ℃时的CO转化率仅为92%。     

Effects of mechanochemical treatment to the vanadium phosphate catalysts derived from VOPO4·2H2O

Modification by using mechanochemical treatment of vanadium phosphate catalysts on the microstructure, morphology, oxygen nature and catalytic performance for n-butane oxidation is described and discussed. In this work, the precursor, VOHPO₄·0.5H₂O prepared by reduction of VOPO₄·2H₂O by isobutyl alcohol was subjected to a high energy planetary ball mill for 30, 60 and 120 min in ethanol. The ball milling process reduced the crystallite size of the catalysts and consequently increased their surface area. The morphologies of the milled catalysts are dependent on milling time. The highest reactivity and mobility of the lattice oxygen species has been achieved by the catalyst milled for 60 min with lower reduction peak temperature and higher amount of oxygen atoms removed. The oxygen species removed from the active V⁴⁺ phase was shown to be correlated with the rate of reaction. A good relationship was also found between the oxygen species associated with V⁵⁺ and maleic anhydride selectivity. However, a larger amount of this oxygen species will give a deleterious effect on the conversion rate. The present study demonstrate that the mechanochemical method (with an appropriate duration) effectively enhanced the catalytic activity by increasing the surface area and controlling the reactivity, and that the amount of oxygen species contributed to the partial oxidation of n-butane to maleic anhydride.     

草酸处理对丙烷氨氧化催化剂Sb-V-O结构和催化性能的影响

以不同量的草酸处理钒的起始原料,采用共沉淀法制备了VSb3混合氧化物催化剂,运用N2低温吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和H2程序升温还原等方法对催化剂进行了表征,并考察了其在丙烷氨氧化反应中的催化性能.结果表明,草酸的处理可使所得样品中V处于较低的价态,从而有利于活性相SbVO4的生成.当草酸/V(摩尔比)为3时,所制VSb3混合氧化物中存在较多的活性相SbVO4,且其表面具有适量Sb和V的分布,使催化剂具有良好的氧化/还原性能平衡,因而在丙烷氨氧化反应中表现出更高的活性和丙烯腈选择性.     

Pt/Ce0.6Zr0.4O2催化剂在水煤气变换反应中的电导研究

采用浸渍法制备了不同载体(Ce0.6Zr0.4O2,CeO2和ZrO2)负载的Pt基水煤气变换反应(WGSR)催化剂, 并对其进行了活性评价. 利用X射线衍射(XRD), 程序升温还原(TPR)和原位电导等技术对样品进行了表征. 结果表明, Ce0.6Zr0.4O2固溶体具有比CeO2更高的氧转移能力, 因此促进了Pt/Ce0.6Zr0.4O2催化剂的WGSR活性.     

高能机械球磨法制备V-Ti-O超细微粒催化剂

负载型V2O5/TiO2氧化物催化剂因具有优良的催化性能而广泛地用于烃类选择性氧化[1,2]和氮氧化物选择性催化还原(SCR)[3]. 迄今,所研究的负载型V2O5/TiO2氧化物催化剂大多是采用浸渍法制备的[2,4～6],通过调整催化剂的组成[2,5]、引入适当的助剂组分[2,6]和选择适宜的反应操作条件[2,5]可进一步优化其催化性能.