Sn在Pt-Sn/Al2O3催化剂中的状态和作用

对几种Pt—Sn/Al_2O_3催化剂及参比样Pt/Al_2O_3,Sn/Al_2O_3催化剂进行了TPD,化学吸附氧和脉冲反应的考察。所有Pt—Sn/Al_2O_3的TPD谱图面积和Tm值都比Pt/Al_2O_3的小。Sn/Al_2O_3无信号,即不吸H_2。它们在环戊烷的氢解反应中的活性也是这样的顺序。应用Sachtler的Pt—Sn合金催化剂的吸附(脱附)数据,求得Sn对Pt的屏蔽值。由此对各Pt—Sn/Al_2O_3催化剂的活性中心模型进行了讨论。结果说明Pt—Sn/Al_2O_3催化剂中的Sn与Pt组成了双金属(原子集团)活性中心,Sn起着削弱Pt金属功能的作用。     

Cr对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

通过H2-TPR、O2-脉冲等表征手段,结合丙烷脱氢催化性能考察了助剂Cr对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明,添加少量Cr可显著改善Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的脱氢稳定性,可提高丙烯选择性,降低催化剂表面积炭量。这是由Cr和Pt-Sn之间存在的协同作用引起的,一方面,Pt促进了Cr的还原,生成了可提高丙烯选择性的+3价Cr;另一方面,Cr使Sn变得难于还原,在强还原气氛下保持了活性氧化态价态,进而改善了催化剂的脱氢稳定性。     

Zn对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂中Sn的活性状态及丙烷脱氢反应的影响

将少量Zn添加到催化剂Pt-Sn/γ-Al2O3中, 可显著提高催化剂的丙烷脱氢稳定性和丙烯的选择性. 程序升温还原(H2-TPR)和程序升温电导(TPEC)测试结果表明, Zn的存在使Sn在强还原气氛中不易被还原, Sn的氧化态的稳定存在是Sn发挥助剂作用和保持催化剂稳定性的重要条件.     

Pt-Sn/Al2O3中Sn对Pt的脱氢性能的调变作用

采用TPPR,TPD,HOT,穆斯堡尔谱法及测定不同还原温度(300～520℃)时 Pt/Al_2O_3和Pt-Sn/Al_2O_3的环己烷脱氢活性,证明sn~(4 )和Sn~(2 )对 Pt的脱氢性质没有影响,Sn~0只有和Pt形成Pt_3Sn_2合金后,才显示出Sn~0对Pt的电子配位体效应和集团效应,并导致Pt脱氧活性的降低。     

电子显微镜研究Pt-Sn/Al2O3催化剂

用选区电子衍射及高分辨电子显微镜考察了共浸、分浸和络合法制备的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂的物相。共浸法催化剂含金属Pt、金属Sn和SnO·SnO_2共熔体。分浸法催化剂含PtSn,PtSn_2合金和SnO·SnO_2。络合法催化剂除SnO·SnO_2和金属Sn外,存在有Pt_xSn_y原子簇,这种未定结构的Pt_xSn_y原子簇可能是有利于在高温下氢吸附的中心。     

Ga2O3/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应

以直接水热合成和低硅沸石高温水蒸气脱铝两种方法制备了不同Si/Al摩尔比的HZSM-5载体, 考察了Ga₂O₃/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢制丙烯的反应性能. 结合XRD, N₂气吸附, ²⁷Al MAS NMR和NH₃-TPD等表征方法, 讨论了催化剂酸性质和孔性质与性能的关系. 实验结果表明, 减少催化剂表面的中强酸量可以显著提高反应的稳定性和丙烯的选择性; 水蒸气脱铝所增加的介孔有同样的效果, 这可能是由于介孔的存在有利于丙烯的脱附和扩散而抑制了寡聚、环化等副反应的发生, 减少了表面积炭的可能性.     

PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢催化性能

用微型催化反应装置评价,并结合X射线粉末衍射(XRD)、表面积和孔结构测试、程序升温还原(TPR)、氢化学吸附和热重分析等方法研究了负载型PtSn/γ-Al2O3,PtSn/MCM-41和PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢反应催化性能.发现PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较PtSn/MCM-41催化剂高的丙烷脱氢反应活性和较PtSn/γ-Al2O3催化剂高的反应稳定性.实验结果表明,纯硅MCM-41载体表面的锡物种因与载体相互作用较弱故易被还原,导致铂金属分散度和催化剂的丙烷脱氢活性较低.用Al2O3修饰MCM-41可以增强Sn物种与Al2O3/MCM-41载体之间的相互作用,提高PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂铂金属分散度和丙烷脱氢催化活性.并且,积炭后的PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较高的铂金属表面裸露度,故具有较高的丙烷脱氢反应稳定性.PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂优良的丙烷脱氢催化性能町能不仅与Sn-载体Al2O3/MCM-41较强的相互作用有关,而且与Al2O3/MCM-41载体的介孔结构有关.     

PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢催化性能

用微型催化反应装置评价, 并结合X射线粉末衍射(XRD)、表面积和孔结构测试、程序升温还原(TPR)、氢化学吸附和热重分析等方法研究了负载型PtSn/γ-Al2O3, PtSn/MCM-41和PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂的丙烷脱氢反应催化性能. 发现PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较PtSn/MCM-41催化剂高的丙烷脱氢反应活性和较PtSn/γ-Al2O3催化剂高的反应稳定性. 实验结果表明, 纯硅MCM-41载体表面的锡物种因与载体相互作用较弱故易被还原, 导致铂金属分散度和催化剂的丙烷脱氢活性较低. 用Al2O3修饰MCM-41可以增强Sn物种与Al2O3/MCM-41载体之间的相互作用, 提高PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂铂金属分散度和丙烷脱氢催化活性. 并且, 积炭后的PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂具有较高的铂金属表面裸露度, 故具有较高的丙烷脱氢反应稳定性. PtSn/Al2O3/MCM-41催化剂优良的丙烷脱氢催化性能可能不仅与Sn-载体Al2O3/MCM-41较强的相互作用有关, 而且与Al2O3/MCM-41载体的介孔结构有关.     

高温临氢条件下 K 对 Pt-Sn/Al_2O_3催化剂表面状态及丙烷脱氢反应性能的影响

丙烷在Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂上脱氢反应时,为得到高的丙烯收率及催化剂有良好的脱氢稳定性,反应需要在高温临氢条件下进行。本文通过对催化剂在H_2中经不同温度处理后表面形态及催化性能的变化考察,认为Sn 和K 首先分别吸附在不同的γ-Al_2O_3表面区域上,只有当两者的含量高到一定程度时,才发生共吸附在同一表面区域上。此时,高温临氢条件下K 将促进氧化态锡还原为零价锡(Sn)而使催化剂中毒。但是,低Sn 载量及低温反应时,K 影响不大。这样,可以通过控制K 和Sn 的含量来调整活性和稳定性。     

共沉淀法Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂中Sn的状态和行为的研究

用穆斯堡尔谱学和X射线光电子能谱研究了不同锡含量和不同预处理阶段的Pt-Sn/γ-Al_2O_3重整催化剂中的锡的状态。结果发现,虽然锡含量不同(0.3—0.5重％),还原后共沉淀催化剂中锡化合物的分布相差不大,主要为Sn~(4+)和少量的Sn~(2+)和Sn~0,没有锡的氯化物存在。零价态锡与铂形成合金,随锡含量的增加,合金中Sn/Pt原子比亦在改变。在焙烧、还原以及反应后,这种催化剂锡的行为基本稳定。但是Sn~(4+)物类中SnAl_2O_5和SnO_2的相互转化是很明显的。催化剂在使用中,SnO_2与载体Al_2O_3相互作用的那一种物类,即SnAl_2O_5,可能起着重要要的作用。     

Ti对Pt-Ti/Al2O3催化剂反应性能的影响II.环己烷脱氢反应

考察了300℃和500℃温度下还原的Pt/Al_2O_3和含有不同Ti量的Pt-Ti/Al_2O_3催化剂的环己烷脱氢反应性能。300℃还原时,Pt/Al_2O_3的环己烷脱氢活性随着Ti量的增加而增加,这可能是因为300℃还原时,Ti~(4+)不能被H_2还原,它具有吸引Pt的外层电子的能力。因此使Pt的脱氢活性增强。500℃还原时,Ti~(4+)被部分还原成Ti~(<4+)或Ti~0,它们都具有给电子的能力,邻近的Pt原子接受此电子后使其缺电子的程度减弱,从而使其活性变低,但因为Ti~(4+)部分地抵消了Ti~(<4+)和Ti~0减弱Pt活性的作用,所以Pt-Ti/Al_2O_3中含Ti量即使多达5.0％(重)。其环己烷脱氢活性仍比单组分Pt/Al_2O_3的高。     

Ga2O3催化剂上CO2气氛中丙烷脱氢反应的研究

考察了Ga2O3对于丙烷脱氢和CO2气氛脱氢反应的催化性能,结果表明,Ga2O3具有较高的催化活性,其性能优于传统的Cr2O3脱氢催化剂,催化反应可能经过了一个丙烷异裂的过程,其中CO2是通过逆水煤气反应和Boudouard反应来促进催化剂性能的,在高于823K时该促进作用更为明显,催化剂的催化活性和其表面酸密度密切相关,在Ga2O3结构中,四配位Ga^3＋是其酸位的来源,并通过质子与氧化物的共同作用促进反应进行,催化剂的失活是由于表面的积碳和活性氧的消耗共同造成的,同时还对Ga2O3作为丙烷脱氢反应的催化剂的催化反应机理进行了初步探讨。     

锡负载量对PtSn/Al2O3催化丙烷脱氢性能的影响

采用羰基合成-浸渍法制备了不同Pt/Sn摩尔比(3:1, 1:1, 1:2和1:3)的PtSn/Al₂O₃催化剂, 利用N₂吸附-脱附实验、 X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 吡啶吸附红外光谱(Py-IR)和热重-差热分析(TG-DTA)等手段对其进行了表征, 研究了Sn负载量对PtSn/Al₂O₃的结构性质及催化丙烷脱氢性能的影响. 结果表明, 制备的PtSn/Al₂O₃具有较高的丙烯选择性和稳定性. 当Pt/Sn摩尔比为3:1和1:1时, 铂和锡在催化剂上主要以Pt₃Sn和PtSn合金形式存在, 合金的形成明显改善了催化剂的脱氢性能, 可抑制金属颗粒的高温烧结; 当Pt/Sn摩尔比为1:2和1:3时, 铂主要以金属形式存在. 随着Sn负载量的增加, 催化剂上L酸性位逐渐减少, 丙烷转化率降低, 丙烯选择性增加, 同时促使反应积炭从金属表面向载体迁移, 改善了催化剂的稳定性.     

Pt-Sn/Al2O3催化剂中氯离子与铂、锡的相互作用及其对反应性能的影响

通过改变Pt-Sn/Al_2O_3—Cl催化剂中的氯含量、铂锡比和变更氯组分与金属组分的相对距离制备了四个系列的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂(纯络合型、一般络合型、非络合型和机械混合型),并在连续微型反应装置上考察了这些催化剂对正庚烷的芳构化、裂化和氢解等反应的影响。试验结果表明,在氯含量相同的情况下,氯的引入方式及氯组分与金属组分的距离对上述反应的选择性有很大的影响。与金属结合的氯离子对催化剂中金属起配位效应并促进铂锡之间的相互作用,这种相互作用对Pt-Sn/Al_2O_3催化剂的活性、稳定性和选择性都有较大的影响。     

Ni/Al2O3催化剂表面状态对CH4氧化反应的影响

采用瞬变响应技术研究了常压700℃条件下气相O2、Ni/Al2O3催化剂表面上可逆吸附氧物种及催化剂的表面状态对CH4吸附、反应以及CH4部分氧化反应的影响,同时也对CH4部分氧化制合成气反应过程中催化剂表面所处的状态进行了研究.结果表明,如果催化剂表面处于氧化态,CH4不能吸附分解,只能通过RidealEley机理与催化剂表面的吸附氧进行非选择性氧化反应,这将严重影响CH4的转化和目的产物H2、CO的选择性.只有在还原的催化剂上,CH4部分氧化制合成气反应才能高转化、高选择性地进行.在CH4部分氧化制合成气反应过程中,催化剂表面处于还原态,不存在多余的中间氧物种NiO,但存在少量的碳物种,这有利于保持催化剂的还原态和抑制CO2的生成.     

K2O对Pt—Sn／Al2O3催化剂表面酸性及MCH脱氢稳定性的影响

利用吡啶吸附－ＩＲ，ＮＨ３吸附－脱附，原位热重积炭，ＤＳＣ等技术并结合甲基环己烷（ＭＣＨ）脱氢活性试验，研究了Ｋ２Ｏ对工业Ｐｔ－Ｓｎ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的表面酸性及ＭＣＨ脱氢稳定性的影响，结果表明，Ｋ２Ｏ能有效地调变催化剂的表面酸性，降低其表面酸中心特别是强酸中心的数目；ＭＣＨ脱氢反应的积炭量随Ｋ２Ｏ含量的增加而减少，但催化剂的高温脱氢稳定性与Ｋ２Ｏ含量并不完全呈顺变关系，Ｋ２Ｏ含量应严格控制，当Ｋ     

Sn助剂对Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化剂上C_(12)正构烷烃脱氢反应的影响

以正十二烷烃临氢脱氢反应为探针,并结合氮气物理吸附-脱附、压汞、CO脉冲化学吸附、原位X射线光电子能谱及热重等催化剂物化表征手段,研究了Sn助剂对于Pt-Sn/γ-Al2O3长链烷烃脱氢催化剂反应性能的影响。结果表明,当Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂中Sn∶Pt原子比为3时,催化剂表现出最佳的反应初活性。继续增加Sn的含量,由于更多的零价锡生成,并与Pt形成合金反而使催化剂活性下降。此外,在催化剂中引入Sn组分后,催化剂的稳定性有所改善,并且随着Sn含量的增加,脱氢反应产物选择性明显提高。