丙烷选择氧化的铋钼复合氧化物催化剂结构和催化性能

 应用X射线衍射（XRD）,傅里叶变换激光拉曼光谱（FT－LRS）和微型催化反应装置等测试手段研究了丙烷选择氧化的Bi－Mo复合氧化物催化剂的结构和催化性能．结果表明,Bi组分是丙烷催化氧化脱氢为丙烯的主要活性组分,而丙烯醛选择性的大小与Bi－Mo复合氧化物催化剂的组成和结构密切相关．不同组成的Bi－Mo复合氧化物催化剂在丙烷转化率（～28．0％）相近的情况下,其丙烯醛选择性随Mo／（Mo＋Bi）原子比的增加先逐渐增加,在Mo／（Mo＋Bi）原子比为0．50时达极大值（～28．1％）．随Mo／（Mo＋Bi）原子比进一步增加,丙烯醛选择性又急剧下降．XRD和FT－LRS结果表明,Bi2O3和MoO3之间可形成二元Bi－Mo－O晶相固溶体,从而显著提高了催化剂对选择氧化反应的催化性能．尤其是当α－Bi2（MoO4）3和γ－Bi2MoO6两相共存时,Bi－Mo复合氧化物催化剂具有较优良的选择氧化催化性能．γ－Bi2MoO6参与了α－Bi2（MoO4）3对丙烷的选择氧化,加速了选择氧化活性氧物种的再生．     

铋钒钼复合氧化物催化剂结构与丙烷选择氧化催化性能

用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（LRS）、程序升温还原（TPR）和微型反 应测试等手段研究了Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂组成、结构与丙烷选择性氧化催 化性能。结果表明不同组成的Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂可形成白钨矿型晶体结 构，丙烷选择氧化催化性能与催化剂组成和结构密切相关。Mo组分的引入使催化剂 的丙烷安全氧化催化性能受到抑制，丙烯醛选择性增加且在Mo/（V+Mo）原子比为 0.45时达极大值。Mo含量进一步增加，催化剂的丙烯选择性增加而丙烯醛选择性下 降。LRS和TPR结果表明，不同组成的Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂的丙烷选择氧化 催化性能与催化剂的金属氧物种性质相关联。     

铋钒钼复合氧化物催化剂结构与丙烷选择氧化催化性能

用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（LRS）、程序升温还原（TPR）和微型反 应测试等手段研究了Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂组成、结构与丙烷选择性氧化催 化性能。结果表明不同组成的Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂可形成白钨矿型晶体结 构,丙烷选择氧化催化性能与催化剂组成和结构密切相关。Mo组分的引入使催化剂 的丙烷安全氧化催化性能受到抑制,丙烯醛选择性增加且在Mo/（V+Mo）原子比为 0.45时达极大值。Mo含量进一步增加,催化剂的丙烯选择性增加而丙烯醛选择性下 降。LRS和TPR结果表明,不同组成的Bi-V-Mo-O复合氧化物催化剂的丙烷选择氧化 催化性能与催化剂的金属氧物种性质相关联。     

BiMo基复合氧化物催化剂晶格氧性质与丙烷选择氧化性能

研究了不同组成、结构的BiMo基复合氧化物催化剂的丙烷选择氧化至丙烯醛的性能.X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、原位傅里叶变换激光拉曼光谱(FT-LRS)、电子顺磁共振(ESR)等多种表征结果表明,BiMo基复合氧化物催化剂上丙烷经由中间物丙烯选择氧化至丙烯醛,催化剂的晶格氧为选择性活性氧物种.丙烷直接氧化下丙烷至丙烯醛的选择性和收率与催化剂的Mo=O物种的氧化-还原性质密切关联,而Mo=O物种的性质又取决于Mo离子的配位环境,Mo=O物种的选择性转化丙烷经由丙烯至丙烯醛活性随畸变MoO6八面体、共顶点八面体、共边八面体、MoO4四面体配位环境递增.组成、结构优化调变的催化剂上丙烷选择氧化至丙烯醛选择性和收率可达45%和13.5%,催化剂中具有选择氧化活性的晶格氧物种数可达258 μmol/g.     

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．     

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.     

丙烷选择氧化制丙烯醛催化剂中Ce的作用

考察了一系列助剂如:Cu、Zn、Mn、W、Ce、Pr、Nd等对Ag-Mo-P-O催化剂丙烷选择氧化制丙烯醛的影响.其中添加助剂Ce的Ag-Mo-P-O催化性能较好.添加Ce降低了丙烷氧化反应的活化能并有利于中间产物丙烯转化为丙烯醛.采用BET、XRD、H2-TPR、O2-TPD、C3H8-TPD和EPR等方法,研究了含Ce催化剂的结构和性质.结果表明,助剂Ce改善了催化剂的可还原性,并调变了催化剂中Mo5＋/Mo6＋比例,有利于催化剂上丙烷选择氧化生成丙烯醛,这可能归因于催化剂中形成Ce3＋＋Mo6＋Ce4＋＋Mo5＋氧化-还原循环的缘故.     

丙烷选择氧化单斜 TeMo5O16 催化剂中钒掺杂的作用

 研究了在不同温度下 V 掺杂的单斜 TeMo5O16 催化剂上丙烷选择氧化反应性能. 结果发现, 在保持 TeMo5O16 相结构基本不变的条件下, V 的掺杂提高了催化剂的活性以及丙烯和丙烯醛等脱氢与选择氧化产物的收率. 通过程序升温表面反应、拉曼光谱、X 射线光电子能谱、X 射线衍射、程序升温还原和热重分析等手段对其原因进行了探讨. 结果表明, V 的掺杂引起催化剂表面金属–氧键发生变化, 提高了表面氧化还原中心的活性, 增加了酸性中心数目, 从而提高了催化剂活化丙烷能力. 同时, 较高的 V 掺杂量可以提高催化剂体相中晶格氧参与氧化还原的能力.     

丙烷选择氧化制丙烯醛MoBiTeO/SiO2催化剂中Te组分的作用

用浸渍法制备了一系列不同Te含量的MoBiTeO/SiO2催化剂, 并用XRD、Raman、XPS、NH3-TPD、吡啶吸附FT-IR和催化剂性能评价等方法考察了Te组分对催化剂的结构、酸性及其丙烷选择氧化制丙烯醛性能的影响. 结果表明, 催化剂中Mo氧化物与Te氧化物之间发生了相互作用, 通过形成Mo—O—Te 桥氧键生成了Te多钼酸盐物种,在一定程度上分散了Mo-O活性中心, 同时TeOx具有脱除丙烯α-H、插氧并将其转化为丙烯醛的功能, 因此, 在MoBiO/SiO2催化剂中添加Te组分使丙烯醛选择性有显著的提高. 但是Te的加入同时也使催化剂中B 酸增强, 这不利于丙烯醛生成. 因此, Te添加量有一最佳范围, nTe/nMo为0.05-0.1 时催化剂具有较好的催化性能.     

担载钒氧化物催化剂对丙烷选择氧化性能

用等体积浸渍法制备了SBA-15担载的钒基氧化物催化剂,使用X射线衍射（XRD）分析、氮气吸附、紫外激光拉曼、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）光谱对催化剂的结构进行了表征,并评价了催化剂对丙烷选择氧化的活性与选择性.实验结果表明SBA-15载体对丙烷选择氧化的活性优于常规的SiO₂载体.SBA-15担载的低载量催化剂是高分散的催化剂体系,在低钒载量（n（V）/n（Si）<2.5%）时,催化剂具有规则的六方介孔结构.低钒载量（n（V）/n（Si）<0.1%）时,隔离四配位的钒氧化物是丙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种;高钒载量（n（V）/n（Si）>2.5%）时,聚合六配位的钒氧化物和微晶钒氧化物是丙烷脱氢或深度氧化的活性物种.     

Te掺杂对MoPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的影响

 考察了Te的添加及Te含量对MoPO/SiO2催化剂催化丙烷选择氧化制丙烯醛反应性能的影响. MoPO/SiO2催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的中间产物丙烯选择性较高,而Te的添加促进了丙烯向丙烯醛的转化. N2吸附、XRD、Raman、XPS、H2-TPR、丙烷脉冲、NH3-TPD和Py-IR等实验结果表明,催化剂添加Te后虽然比表面积有所下降,但单位比表面积上的酸量增加,催化剂低温可还原性得到改善,从而有利于丙烷的转化. Te可能有利于丙烯α-H的脱除和/或烯丙基的插氧反应.     

MoPO／SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛

 研究了MoPO／SiO2催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛的催化性能．MoO／SiO2催化剂主要表现出对丙烷氧化脱氢的催化性能，在该催化剂中添加磷后，丙烷转化率和选择氧化产物丙烯醛的选择性明显提高．催化剂的X射线衍射、拉曼光谱、程序升温还原、吡啶吸附红外光谱和程序升温脱附等表征结果表明，MoO／SiO2催化剂主要含有MoO3晶相，添加磷后，形成了表面多钼酸物种，磷以PO4四面体结构存在于表面，可能形成部分Mo—O—P键，从而抑制了MoO3在MoPO／SiO2上的形成，起到分隔活性中心的作用．在MoO／SiO2催化剂中添加磷后，催化剂的B酸和L酸酸性均增强，有利于丙烷在MoPO／SiO2催化剂表面活性的提高．由此可见，催化剂表面结构和酸性的变化可能是导致MoPO／SiO2催化性能提高的原因．     

钼钒酸铋体系催化剂上丙烷的选择氧化反应

钼钒酸铋体系催化剂上丙烷的选择氧化反应李静，宋伟，窦伯生（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词丙烷，选择氧化，钼钒酸铋，助剂，丙烯醛合理利用天然气及石油裂解气为人们所关注。由于烷烃较相应烯烃反应活性低，使其在工业上的应用远不及烯烃，相...     

钼基催化剂氧化还原性质对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的影响

 制备了Ag0．3MoP0．6Ox和Ce0．1Ag0．3MoP0．6Oy催化剂，并用XRD，TPR，LRS，XPS和EPR对催化剂进行了表征，考察了催化剂的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Ce和Mo发生相互作用，调变了催化剂的可还原性和配位不饱和Mo的量，使Ce0．1Ag0．3MoP0．6Oy催化剂对反应中间产物丙烯和正丙醇转化为丙烯醛具有较高的能力，从而提高了催化剂的活性．     

MoVBiTeO/SiO2对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能

用浸渍法制备了一系列不同Mo/V比的MoVBiTeO/SiO2催化剂,并用X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、程序升温还原和红外光谱等方法对催化剂的结构、氧化还原性质和酸性进行了表征,考察了催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能.结果表明,Mo与V组分之间存在较强的相互作用,调变了催化剂的结构,并形成了氧化还原循环(V5 Mo5 V4 Mo6 ),促进了催化剂中电子和O物种的传递,使催化剂的低温可还原性增强,催化活性提高.Mo组分有利于形成L酸位,而V组分有利于形成B酸位.这可能是丙烯醛选择性随Mo/V比增大而逐渐提高的原因之一.当Mo/V摩尔比为6时,催化剂具有最高的丙烯醛收率(9.7%).     

MOPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理

 考察了丙烷以及丙烷选择氧化反应的有关中间体或其探针分子(如丙烯、烯丙醇、异丙醇和正丙醇)和产物(如丙烯醛、丙酮和丙醛)在MoPO/SiO2催化剂上的反应行为,用以探明该催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的可能路径. 结果表明,异丙氧基是MoPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的主要中间体,异丙氧基脱β-H生成丙烯或脱α-H生成丙酮,而丙烯则经σ-氧烯丙基转化为丙烯醛.