丙烷选择氧化制丙烯醛进展研究

本文概述了丙烷选择氧化制丙烯醛的研究意义、催化剂和反应机理研究进展,并提出了机理研究有效手段—原位红外。     

Te在丙烷选择氧化制丙烯醛反应中的作用

采用催化剂反应性能评价的方法,对丙烷和丙烷选择氧化反应的有关中间体或其探针分子(如丙烯、异丙醇)在MoPO/SiO2和MoPTeO/SiO2催化剂上的反应行为进行了考察,用以探明Te组分的添加对丙烷选择氧化制丙烯醛的有关中间体转化为目的产物的作用.结果表明,Te的加入有利于中间体丙烯转化为丙烯醛.     

MoVTeO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛

用浸渍法制备了一系列不同组成的MoVTeO/SiO2催化剂,并用XRD、TPR和催化剂性能评价等方法考察了催化剂的物相结构、氧化还原性质及其对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能.结果表明,由于组份之间的相互作用,MoO3的分散度提高,还原温度降低,且其某些晶面可能部分重构或被其它组份覆盖,因而有利于催化活性的提高和丙烯醛的生成.在考察的不同催化剂组成中,(Mo V Te)/Si原子比为6%的MoV0.2Te0.1/SiO2催化剂具有最佳的反应性能.反应条件对催化剂性能的影响说明,在丙烷选择氧化制丙烯醛反应中,丙烯为反应的中间物种.     

丙烷选择氧化制丙烯醛VTeO/SiO2催化剂的反应性能与结构表征

运用浸渍法制备了一系列不同组成的VTeO／SiO2催化剂，并采用XRD、TPR、Raman等技术，研究了VTeO／SiO2催化剂的结构及其对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能．结果表明，在VO；／SiO2催化剂中添加适量Te，丙烯醛选择性和收率显著提高．VTeO／SiO2催化剂与单组分催化剂结构明显不同．由于V、Te之间的相互作用，在VTeO／SiO2催化剂表面由[TeO4]、[Te2O5]和多钒酸盐类物种形成一种高分散的无定形结构．这种结构可能由于催化活性中心的高度分散而有利于丙烷选择氧化生成丙烯醛．     

丙烷选择氧化的研究进展

分别论述了丙烷选择氧化制丙烯、丙烯醛、丙烯酸的生成机理、反应条件和催化体系等方面的研究进展。     

催化氧化丙烷制备丙烯醛的中国专利申请分析

饱和烷烃资源丰富且具有较低的价格,通过选择性催化(氨)氧化可以转化为醛、腈、酸等化合物.近几年低碳烷烃的选择氧化产物被广泛应用,致使对低碳烷烃的选择氧化引起人们愈来愈多的关注.烷烃没有单电子和空轨道的结构特点以及C—H键较高的键能,使得活化C—H 键比活化C—C键需要更多的能量,因此不可避免导致C—C键断裂,引发一系列副反应,从而降低了目标产物的选择性.发展低碳烷烃选择氧化的高效催化剂体系或者改善工艺进程一直是个具有挑战性的课题.该文通过比较和分析催化氧化丙烷制备丙烯醛中国专利申请量趋势,申请人分布,申请的法律状态,技术分布等专利数据,挖掘专利背后隐藏的信息.     

含钒SBA-15介孔分子筛的制备及丙烷选择氧化反应

采用“pH-调节法”共合成得到不同钒含量的V-SBA-15催化剂,通过X射线粉末衍射、N2吸附、透射电镜、拉曼光谱、51V魔角旋转核磁共振谱、NHs-程序升温脱附、Hz-程序升温还原等手段对催化剂进行表征,并研究了其丙烷选择氧化反应的催化活性．结果表明,V-SBA-15催化剂保持SBA-15介孔分子筛的两维六方孔道结构,低含量时钒以高分散的孤立态四面体形式存在于分子筛的骨架中,高含量时出现聚集态的氧钒八面体物种．低钒含量的催化剂具有低酸量的弱酸性位和较低温度下的还原性,在丙烷选择氧化脱氢反应中表现出较高的催化活性．     

丙烯选择性氧化制丙烯醛的动力学研究

采用微反--色谱联用装置,对丙烯在 Bi-Co-Mo 氧化物催化剂上选择性氧化的上下限操作体系分别进行了动力学研究。得出了最佳操作条件,其中最佳温度对两种系统都是330℃,而最佳空速对于上限操作(丙烯浓度=13%)为13500h~(-1) ,对下限操作(丙烯浓度=1. 5%)为18000h~(-1) 。对两种体系分别由实验数据导出了动力学方程。     

丙烯醛水合加氢制1,3-丙二醇的研究

考察了丙烯醛水合及3-羟基丙醛加氢制1,3-丙二醇的工艺条件。在装有阳离子交换树脂催化剂的固定床层反应中,当ACR的质量分数为12~15%,反应空速为5~6h-1,反应温度为50℃,并加入少量对苯二酚阻聚剂时,ACR的单程转化率为80%,3-HPA的选择性可达87.5%。在高压釜进行3-羟基丙醛加氢催化剂筛选。结果表明使用四元合金制备的Raney Ni催化剂,在一段加氢温度为45℃,二段加氢温度为120℃,氢气压力为6MPa,搅拌转速500r.min-1时,3-HPA的转化率≥98%,产物1,3-丙二醇收率接近100%。。     

丙烯醛水合加氢制1，3一丙二醇的研究

考察了丙烯醛水舍及3-羟基丙醛加氢制1，3一丙二醇的工艺条件。在装有阳离子交换树脂催化剂的固定床层反应中，当ACR的质量分数为12～15％，反应空速为5～6h-1，反应温度为50℃，并加入少量对苯二酚阻聚剂时，ACR的单程转化率为80％，3-HPA的选择性可达87．5％。在高压釜进行3-羟基丙醛加氢催化剂筛选。结果表明使用四元合金制备的Raney Ni催化剂，在一段加氢温度为45℃，二段加氢温度为120℃，氢气压力为6MPa，搅拌转速500r。min-1时，3-HPA的转化率≥98％，产物1，3一丙二醇收率接近100％。     

V —HMS的合成、表征及丙烷选择氧化

激光采用共合成法制备了机硅介孔分子筛（V-HMS),用N2物理吸附、X射线衍射、透射电镜、红外拉曼光谱、程序升温脱附、程序升温还原研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙燒选择性氧化反应的催化性能。结果表明,V-HMS催化剂具有大约900 m2/g的比表面、3.0 nm左右的平均孔径,具有和HMS分子筛类似的蠕虫状的介孔孔道结构。氧化机在分子筛的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体机存在,这正是其在丙烷选择性氧化反应中的活性中心位。在优化的反应条件下,V- HMS催化剂对于丙烷选择性氧化反应具有较好的催化活性。     

稀土基复合物丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂的研究

研制了用于丙烷氧化脱氢的稀土基含氟复合物催化剂,在反应温度为500℃,6000h~(-1)的空速条件下,丙烷转化率可达45.6％,丙烯单程收率可达34.8％,Raman光谱和XPS的结果表明,O~-_2是可能的活性氧物种,Cs_2O的加入对于产生和稳定O~-_2具有重要的作用。     

甲基丙烯醛选择性氧化制甲基丙烯酸催化剂的研究进展

甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种重要的大宗化学品,用于生产有机玻璃、功能高分子材料、涂料等。基于石油化工和煤化工原料的C₃/C₄法被认为是生产MMA的绿色工艺,其中甲基丙烯醛（MAL）氧化为甲基丙烯酸（MAA）是该工艺的关键步骤。对催化该反应所使用的催化剂进行了总结和分析,介绍了目前工业上所用的以Keggin结构磷钼钒酸盐为基础的催化剂,对催化剂的活性物种、不同组分的作用、负载型催化剂目前存在的问题进行了总结并提出了相应的解决方案,介绍了可催化该反应的非金属碳催化剂的研究进展。对于非金属碳催化剂,指出未来应从2个方面展开研究：1）设计制备高活性和稳定性的碳催化剂;2）利用表征手段构建催化剂的结构模型,探究碳催化机理。     

正丁烷选择氧化反应制顺酐动态动力学模型的建立

在矾磷复合氧化物(VPO)催化剂上,对正丁烷选择氧化制顺酐反应进行动态动力学模型化研究.结合原位傅立叶漫反射红外光谱瞬态实验获得的正丁烷选择氧化制顺酐反应网络结果,对以变价金属复合氧化物为催化剂,按照氧化-还原机理进行的一类烃类选择氧化反应,提出一种考虑分子氧的解离吸附和吸附氧可逆转化且计及催化剂体相存在非线性扩散的动态动力学模型化的方法,并介绍模型的建立及求解过程.     

La-Fe-O的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能研究

采用微波草酸盐共沉淀法制备了LaFeO3/Fe2O3催化剂,用BET、XRD、H2-TPR、电导测量等技术对催化剂进行表征,研究其对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能.实验结果表明,LaFeO3/Fe2O3催化剂表现出较好的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能,当丙烷转化率为10.0%时,在LaFeO3/Fe2O3和Fe2O3催化剂上的丙烯选择性分别为21.5%和0.5%.     

Fenton试剂处理甲基丙烯醛生产废水的试验研究

研究了Fenton试剂对甲基丙烯醛生产废水的处理效果,考察了[H2O2]/[Fe2+]摩尔比,H2O2初始浓度,pH值,反应时间,温度对废水CODcr去除率的影响,确定了最佳的CODcr去除率条件.结果表明：当pH=2.5, [H2O2]/[Fe2+]摩尔比为26.4:1,温度为25℃,反应时间为5h,甲基丙烯醛生产废水CODcr浓度为812mg/L时,CODcr去除率达71.4%,处理效果良好.     

纳米复合氧化物NaMoNiO催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

采用溶胶-凝胶法制备了纳米NiO以及Na或/和Mo掺杂的纳米NiO催化剂,考察了催化剂的丙烷氧化脱氢(oxidative dehydrogenation of propane,ODHP)反应性能,并利用BET、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱、程序升温还原(H2-TPR)以及程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征.在考察的不同催化剂中,Na和Mo共掺杂的催化剂(Na0.03Mo0.10NiO)表现出最佳的ODHP反应性能.425℃反应时,其最高丙烯收率为15.4%.催化剂表征结果表明,该催化剂较低的可还原性能以及合适的表面酸性可能是其丙烯选择性较高的重要原因.另外,较小的晶粒尺寸以及钼酸镍物种的存在可能也有助于其ODHP反应性能的提高.     

Keggin杂多化合物上异丁烷选择氧化研究进展

研究发现，对异丁烷选择性氧化成甲基丙烯酸的催化剂都为Keggin结构杂多化合物.通过回顾近年来Keggin结构杂多化合物用于异丁烷选择氧化制甲基丙烯酸的研究状况及可能的反应机理，对此反应可能的改进方案和应用前景作出了预测.     

Fenton试剂处理甲基丙烯醛生产废水的试验研究

研究了Fenton试剂对甲基丙烯醛生产废水的处理效果,考察了[H_2O_2]/[Fe~2+]摩尔比,H_2O_2初始浓度,pH值,反应时间,温度对废水COD_(cr)去除率的影响,确定了最佳的COD_(cr)去除率条件.结果表明:当pH=2.5,[H_2O2]/[Fe~(2+)]摩尔比为26.4:1,温度为25℃,反应时间为5 h,甲基丙烯醛生产废水COD_(cr)浓度为812 mg/L时,COD_(cr)去除率达71.4%,处理效果良好.     

甲烷在氧化钼系催化剂上的选择氧化

以MoO_3-SiO_2为主催化剂,研究了助剂Fe、Co的催化作用。Fe的加入,提高了催化剂对甲烷的脱氢能力,从而提高生成HCHO的选择性;Co的掺入与Mo形成CoMoO_4相,改善了MoO_3在含水气氛中的稳定性。考察了空气作氧化剂取代N_2O进行CH_4选择氧化的可能性。反应过程中水的加入抑制了深度氧化反应的进行,使生成HCHO选择性提高。