Characterization of Acidic and Oxidative Properties of Ce-Mo-O Catalysts Using the Probe Reaction of Isopropanol Conversion

Acidicandredox propertiesaretwoimportantaspectsofmetaloxidecatalystsforselectiveoxidationreactions .Variousmethodshavebeenusedtocharac terizetheseproperties ,ofwhichtheisopropanolcon versionisausefulprobereaction[1～ 3] thatcan givequalitativeinformation .Itiswellknownthatacidicsitescatalyzethedehydrationofisopropanoltopropy leneandbasicsitescatalyzethedehydrogenationofisopropanoltoacetone[1] .Inaddition ,isopropanolcanbeconvertedintoacetonebyoxidativedehydro genationinthepresenceofoxygen .Thu…     

V2O5／TiO2催化剂的表面结构和酸碱性及氧化还原性

 研究了一系列锐钛矿担载的钒氧化物催化剂的表面性质．X射线衍射和Raman光谱表明，8％V2O5／TiO2催化剂上的V2O5处于单层分散状态．程序升温还原研究表明，单层分散的钒物种较易被还原，而形成多聚态和晶态后钒物种的还原温度升高．NH3吸附量热结果表明，在钒物种达到单层分散前，催化剂的表面酸性随钒担载量的增加而减弱，超过单层分散后，表面酸位的数目和强度基本不变．异丙醇脱氢／脱水反应结果表明，有O2时V2O5／TiO2催化剂显示出很强的氧化还原性，无O2时催化剂的脱水选择性较高．通过异丙醇的脱氢／脱水反应，将V2O5／TiO2催化剂的表面结构与其酸碱性和氧化还原性进行了初步的关联．     

溶胶-凝胶法制备MoO3-CeO2-SiO2氧化脱硫催化剂

采用溶胶.凝胶法制备了MoO3-CeO2-SiO2复合氧化物催化剂,通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.在温和条件(40℃,常压)下,以过氧化羟基异丙苯(CHP)为氧化剂,甲苯为溶剂,二苯并噻吩(DBT)为模型硫化物,在固定床流动反应器上考察了该复合氧化物催化剂的氧化脱硫反应性能,并研究了催化剂中Mo/Si和Ce/Si摩尔比对反应活性的影响.结果表明,Mo物种主要以MoO3的形式存在,最佳Mo/Si和Ce/si摩尔比分别为0.1和0.02.适量CeO2的引入可以提高SiO2上MoO3的分散度.不含CeO2的催化剂中钼主要以高价态的钼离子(Mo6+)存在,添加CeO2后,可能有一定量的低价态的钼离子(MO3+)生成,MoO3-CeO2-SiO2催化剂高的氧化脱硫活性可能与Mo5+的存在有关.     

TiO2–ZrO2的表征及其异丙醇催化转化性能

用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物. 采用N2吸附、XRD、TEM、NH3和CO2吸附量热、NH3吸附红外对TiO2-ZrO2体系的结构及酸碱性等进行了表征. 结果表明: 与单纯的氧化物相比, 形成的复合氧化物为无定形物相, 有介孔结构, 表面积明显提高, 可达218 m2·g-1; 初始吸附热差别不大, 但具有更多的表面B酸位; 随着TiO2掺入量的增大, 复合氧化物表面碱位减少. 异丙醇催化转化, 在无氧条件下, ZrO2、TiO2和TiO2-ZrO2复合氧化物上丙烯的选择性大于90%, 说明这些氧化物具有强的表面酸性; 在有氧条件下, ZrO2和TiO2丙酮的选择性达到70%～85%, 主要体现为氧化还原性; 而在复合氧化物上丙烯选择性增大到70％左右, 丙酮的选择性下降为30%左右, 表明生成的复合氧化物表面上的氧化还原性削弱, 酸性增强.     

正丁烷在VMgO和Ni-VMgO催化剂上氧化脱氢

 采用4种方法制备了VMgO催化剂样品(w(V2O5)=30%,w(MgO)=70%),并将其用于正丁烷氧化脱氢气固相反应. 结果表明,MgO经蒸馏水回流和焙烧处理后再用NH4VO3溶液浸渍所制得的VMgO,对正丁烷氧化脱氢生成丁烯和丁二烯反应具有更好的催化性能. 这是由于用该法制备的VMgO催化剂中存在较多的Mg3V2O8物种. 通过添加Ni对VMgO催化剂进行了改性. 结果表明,适量添加Ni(n(Ni)/n(V)=0.3)有利于催化剂中Mg3V2O8的生成,而Ni以Ni3V2O8的形态存在. 由此明显改善了VMgO催化剂对正丁烷氧化脱氢生成丁烯和丁二烯反应的催化性能.     

Oxidative dehydrogenation of propane over Ni-Mo-Mg-O catalysts

In this work, a series of Ni-Mo-Mg-O catalysts with mesoporous structure prepared by sol-gel method were investigated for the oxidative dehydrogenation of propane (ODHP). The techniques of temperature-programmed reduction with H2 (H2-TPR), N2 adsorption-desorption, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectra (XPS) were employed for catalyst characterization. It is found that the activity of the catalysts for ODHP increases first and then decreases with the increase of Mo content. The catalyst with a Mo/Ni atomic ratio of 1/1 exhibits the best catalytic activity, which gives the propene selectivity of 81.4% at a propane conversion of 11.3% under 600°C and maintains the good catalytic performance for 22 h on stream. This is related not only to its high reducibility and dispersion as revealed by TPR and XRD, but also to the formation of more selective oxygen species on the MoOx-NiO interface as identified by XPS.     

浆态法制备的MoVTeNbO催化剂上的乙烷氧化脱氢

 采用浆态法在N2气氛下焙烧制得了MoV0.3Te0.23Nb0.1Ox催化剂. 在以该催化剂催化的乙烷氧化脱氢制乙烯的反应中,440 ℃下乙烷的转化率和乙烯的选择性均在90%左右,乙烯产率达80.9%. 但在空气气氛下焙烧得到的催化剂几乎没有催化活性. 用XRD和SEM等方法考察了催化剂的结构.     

Mg-V-O 催化剂在环己烷氧化脱氢反应中的双晶相间协同效应

 在机械混合的 MgO-Mg3(VO4)2, Mg3(VO4)2-Mg2V2O7 和 V2O5-MgV2O6 双晶相催化剂体系上, 研究了晶相间协同催化效应对环己烷氧化脱氢反应性能的影响. 催化剂表征和反应结果表明, 双晶相间协同效应或源于不同晶相间形成的内聚界面, 或遵从溢流氧的遥控机理, 或产生于其中一个晶相完全包覆整个催化剂表面. 当在 Mg3(VO4)2 上进行环己烷氧化脱氢反应时, 可加入适量 MgO 或 Mg2V2O7 以提高其催化性能. 在 80%Mg3(VO4)2-20%Mg2V2O7 催化剂上, 当环己烷转化率为 15.5% 时, 环己烯选择性达 44.9%.     

Ni-V-O催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应

考察了Ｎｉ－Ｖ－Ｏ系列催化剂对丙烷氧化脱氢反应的催化性能,结合ＸＲＤ和电导法等表征结果研究了催化剂的物相结构与仙化活性之间的关系。结果表明：同ｎ型半导体氧化物相比,ｐ型半导体具有优良的催化性能,并且丙烯的选择性与催化剂中ＮｉＯ及Ｎｉ３Ｖ２Ｏ８相的共存有关。适当控制反应条件,４５２℃时该系列催化剂可达到１８．６％的丙烷转化率和４９．９％的丙烯选择性。     

Radical Chemistry and Reaction Mechanisms of Propane Oxidative Dehydrogenation over Hexagonal Boron Nitride Catalysts

Although hexagonal boron nitride (h‐BN) has recently been identified as a highly efficient catalyst for the oxidative dehydrogenation of propane (ODHP) reaction, the reaction mechanisms, especially regarding radical chemistry of this system, remain elusive. Now, the first direct experimental evidence of gas‐phase methyl radicals (CH₃^.) in the ODHP reaction over boron‐based catalysts is achieved by using online synchrotron vacuum ultraviolet photoionization mass spectroscopy (SVUV‐PIMS), which uncovers the existence of gas‐phase radical pathways. Combined with density functional theory (DFT) calculations, the results demonstrate that propene is mainly generated on the catalyst surface from the C?H activation of propane, while C₂ and C₁ products can be formed via both surface‐mediated and gas‐phase pathways. These observations provide new insights towards understanding the ODHP reaction mechanisms over boron‐based catalysts.