Mo-P-O/SiO2催化剂上的异丁烷选择氧化反应

 采用溶胶－凝胶法制备了MoO3／SiO2和Mo－P－O／SiO2催化剂，用X射线衍射、红外光谱、程序升温还原、程序升温脱附和活性评价等手段研究了催化剂的表面结构、晶格氧活泼性、化学吸附性能以及异丁烷选择氧化反应性能．结果表明，活性组分在催化剂表面分散较好；异丁烷吸附在催化剂表面Lewis碱位的MoO端氧上形成分子吸附态；MoO3／SiO2和Mo－P－O／SiO2两种催化剂对异丁烷选择氧化都有较好的选择性，将PO3－4引入到MoO3／SiO2催化剂中可提高含氧化合物的选择性     

甲醇选择氧化MoO3—TiO2催化剂的研究

用XRD、LRS、ESR、XPS等方法对机械混合物焙烧法制备的两组MoO_3—TiO_2催化剂进行了表征,同时考察了催化剂的甲醇选择氧化活性和选择性。结果表明:MoO_3与TiO_2机械混合物在450℃焙烧过程中发生TiO_2中锐钛矿转变成金红石的相变,但若将TiO_2在空气中550℃预处理8h后再与MoO_3混合焙烧则未观察到相变的发生。在上述两组催化剂中都发生了MoO_3在TiO_2表面的分散。当MoO_3含量小于10wt％时,MoO_3晶相消失,钼以表面钼氧物种存在。MoO_3与TiO_2之间的强相互作用导致Mo(Ⅴ)的生成和pKa≤+3.3的表面酸位的产生。TiO_2晶型对催化剂表面结构及反应活性有明显影响,锐钛矿转变为金红石使最佳反应温度提高20～40℃,Mo在表面富集程度增大,而Mo(Ⅴ)和表面酸位浓度下降。表面Mo(Ⅴ)和高分散于表面的八面体配位钼氧物种可能是甲醇氧化的活性位。     

在MoO3／SiO2及其添加体系上甲烷部分氧化制甲醛的研究

在常压下，以Ｏ２作氧化剂，评价了不同ＭｏＯ３／ＳｉＯ２（２─１５Ｍｏｗｔ％）催化剂对甲烷选择氧化为甲醛的反应性能，发现ＳｉＯ２上担载的活性组分有一个最佳值，对应最佳催化活性．分别考察了添加Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ氧化物对ＭｏＯ３／ＳｉＯ２催化剂甲烷选择氧化制甲醛的活性和选择性的调变作用．ＭｏＯ３／ＳｉＯ２添加体系使甲烷的转化率都有所提高，但甲醛选择性有不同程度的下降，其中比较好的是ＭｏＯ３·Ｖ２Ｏ５／ＳｉＯ２催化剂，并研究了不同Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｖ）（原子比）对反应活性和选择性的影响，发现Ｖ２Ｏ５添加量有最佳值．采用ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＣＯ２─ＴＰＤ等技术对催化剂进行表征并关联反应性能进行了讨论．     

V2O5/SiO2催化剂的异丁烷选择氧化反应性能

 采用溶胶－凝胶法和浸渍法制备了V2O5／SiO2催化剂,并用XRD,IR,TPD和活性评价等手段对催化剂的表面构造、化学吸附性能和异丁烷选择氧化反应性能进行了研究．结果表明：催化剂表面由Lewis碱位V＝O双键的端氧和Lewis酸位V5＋构成,异丁烷分子主要通过甲基中的H双位吸附在催化剂表面的Lewis碱位上,异丁烯分子可通过甲基的H吸附在催化剂表面的Lewis碱位,也可通过C＝C双键吸附在催化剂表面的Lewis酸位上．在常压条件下,异丁烷选择氧化产物主要有异丁烯、甲基丙烯醛和甲基丙烯酸,其中深度氧化产物CO2主要由通过C＝C吸附的异丁烯继续反应生成．     

溶胶—凝胶法制备NiO／SiO2催化剂研究

分别以正硅酸乙酯、硝酸镍为硅源和镍源,采用溶胶－凝胶法,经超临界流体干燥和普通干燥制备了NiO-A-SiO2、NiO-G-SiO2催化剂;以气凝胶和干凝胶为载体,采用浸渍法制备了NiO/A-SiO2、NiO/G-SiO2催化剂。并用XRD、TEM、BET、TPR等手段,研究了制备方法对催化剂织构、结构和Ni物种存在形态的影响,发现NiO-A-SiO2和NiO-G-SiO2催化剂上高度分散的NiO簇团与SiO2之间有较强的相互作用,其顺酐液相选择加氢转化率低于10％;NiO/G-SiO2催化剂上,以单一物种形态存在的NiO与SiO2相互作用弱,顺酐转化率为42％;NiO/A-SiO2催化剂上,以多种形态存在的微量NiO与SiO2间的相互作用较复杂,其顺酐液相选择加氢的转化率和丁二酸酐的选择性分别可达100％和98％。     

新型纳米复合杂多酸催化剂H3PW12O40/SiO2 的研究

研制了新型纳米复合杂多酸催化剂H3PW12O40／SiO2，并用于催化合成甲基叔丁基醚（MTBE）；考察了制备方法、原料配比、反应时间、压力、催化剂用量等对催化性能的影响。实验结果表明，使用溶胶－凝胶法得到了纳米复合杂多酸催化剂，MTBE的选择性接近100％，单程收率达到84％；该催化剂中H3PW12O40以无定形状态存在，粒径为30nm-70nm，比表面积很大。该催化剂重复使用5次后仍有很高的活性。     

溶胶-凝胶法制备Fe2(MoO4)3超微粒子催化剂

以硝酸铁和钼酸铵为原料，采用溶胶－凝胶法和微波加热技术制备了F 2(MoO4)3超微子催化剂，使用DTA－TG，IR，XRD以及BET比表面测试等手段，考察了制备条件对复合氧化物超微粒子形成、晶相和比表面积的影响。同时测试了该样品对甲苯选择性氧化制苯甲醛的催化性能。结果表明：制备Fe2(MoO4)2超微粒子的适宜条件为：初始溶液pH=1.0,mol柠檬酸：mol(铁＋钼）＝0．4。在此条件下制得的干凝胶，经微波加热处理后粒子的比表面积为36.4m^2/g，粒径约为35nm。在由甲苯气相选择氧化制苯甲醛的反应中表现出较高的催化活性。     

Ni(OCH3)2/SiO2催化剂的制备及其合成碳酸二甲酯的反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法，制备了负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2催化剂。利用IR、TPD、TPSR和微反技术，考察了催化剂的表面结构以及CO2、CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和反应性能。结果表明，负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2中，Ni^2 与载体SiO2表面的O^2-以双齿形式配位；在催化剂表面存在CO2的桥式吸附态和甲氧碳酸酯基物种两种吸附态，CH3OH则只有一种分子吸附态。在373-473K条件下，CO2和CH3OH在催化剂上的反应物主要是DMC、H2O以及少量的CO、CH4和CH2O，催化剂的活性由表面甲氧碳酸酯基物种与分子吸附态甲醇的反应决定的。讨论了催化剂上CO2和CH3OH的活化过程及吸附态的形成机理。     

丙烷选择氧化制丙烯醛MoVTeO/SiO2催化剂结构与性能研究

考察了MoVTeO/SiO₂系列催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛反应的催化性能,结合XRD,Raman和TPD等表征结果研究了催化剂结构、表面性质与催化性能之间的关系.结果表明,以Mo为主要活性组分的催化剂(MoV_0.2Te_0.1/SiO₂)具有较好的催化性能.在V,Te组分存在下,Mo物种的分散度和MoO₃的可还原性能提高.以表面钼酸盐和多钼酸盐类形态存在的高分散Mo物种有助于提高催化活性,而催化剂较弱的表面酸性对丙烯醛的生成有利.     

异丁烷部分氧化V-P-O/SiO2催化剂的研究

The V2O5/SiO2 and V2O5-P2O5/SiO2 catalysts were prepared by the Sol-gel method. The surface composition,structure,chemisorption and reactivity of the catalysts were systematically studied by using the techniques of XRD,TPR,IR,TPD and icro-reactor. The results showed that the active component was dispersed uniformly on the surface of amorphous SiO2 . There existed Lewis base sites（V=O and V-O-V）and Lewis acid sites （Vn+）on the surface of these catalysts. An addition of PO43- could lower the activity of surface terminal oxygen of Lewis base sites V=O. Iso-butane could chemisorbed on surface terminal oxygen of Lewis base sites V=O by one or two H atoms in -CH3 to form molecular adsorption states. Reaction products of i-C4H10 on the V-P-O/SiO2 catalyst were mainly i-C4H8,MAL,MAA and COx . Conversion of i-C4H10 was 5% and selectivity of partial oxidation products is above 72% at 300℃. The addition of PO43- could improve the selectivity of partial oxidation products on the VSiO catalyst because PO43- could reduce the activity of lattice oxygen in V = O bond,and weaken the adsorption intensity of i-C4H10 .     

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．     

Mo/ZrO2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

 制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo／ZrO2催化剂．采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2－TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质．实验结果表明：Mo／ZrO2催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能，且对甲醛有较高的选择性．在所考察的范围内，随着催化剂Mo担载量的增加，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性增加，甲醛的比活性增加．随着反应温度的升高，甲烷的转化率增加，甲醛的选择性降低，甲醛比活性升高．Mo／ZrO2催化剂中主要含有ZrO2和Zr（MoO4）2．催化剂的性能和性质与催化剂中Zr（MoO4）2的性质密切相关．随着Mo担载量的增加，Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大，并且其含量增加；ZrO2晶粒尺寸基本不变．Zr（MoO4）2晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低，使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多，催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低．从而使得Mo含量较高的催化剂（12％Mo／ZrO2）具有较高的甲烷选择氧化生成甲醛的活性．     

Selective Oxidation of Isobutane over NH4CsFePVMoAs Heteropolycompound Catalysts

A series of NH4Cs1.5Fe0.08HxPVMo11AsαOy heteropolycompound catalysts for the selective oxidation of isobutane, having Keggin structure, were synthesized by using co-precipitation method. The catalysts were characterized by FT-IR, H2-TPR, TG-DTA, SEM and XRD. Effects of the As content,reaction time, reaction temperature and molar ratio of isobutane to oxygen in feedstock on the activity and selectivity of the catalyst were investigated. The activation energy of the catalysts was measured by kinetics researches. Results showed the introduction of Cs^ into the catalysts shortened the stable period of them and enhanced their catalytic activity for the selective oxidation of isobutane. The highest conversion of isobutane and the total selectivity to liquid products were 18.6% and 81.2%, respectively,which were obtained at 380 *(3 with a space velocity of 975h^-1 over the NH4Cs1.5Fe0.08HxPVMo11 As0.3Oy heteropolycompound catalyst. It is confirmed that completely oxidized products were controlled well.     

丙烷选择氧化催化剂Mo-V-Zr-O的研究

研究了Zr添加量对Mo-V-O基催化剂丙烷选择氧化制丙烯醛催化性能的影响.对催化剂的BET、X射线衍射、H2-程序升温还原、NH3-程序升温脱附和异丙醇分解表征结果表明,Zr的添加改变了催化剂的物相结构、氧化还原性和酸碱性质,从而影响催化剂的催化性能,其中Mo2VZr0.5Ox催化剂表现出较好的催化活性和丙烯醛选择性.     

水热法合成的MoVTeNbOx多组分氧化物催化剂上异丁烷的选择氧化

采用水热法合成了MoVTeNbOx多组分氧化物催化剂, 并用XRD, ICP, BET和SEM等方法对催化剂进行了表征, 考察了MoVTeNbOx多组分氧化物催化剂的组成、反应温度和空速对异丁烷选择氧化反应性能的影响. 其中组成为MoV0.3Te0.17Nb0.12Ox的催化剂显示出最好的催化活性和选择性, 在673 K下, 异丁烷的转化率为10.8%, 甲基丙烯醛(MAL)和甲基丙烯酸(MAA)的收率累积达到6.5%.     

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.     

负载型铼催化剂体系与甲醇选择氧化性能的关系

以铼酸铵为前驱体,制备了氧化物负载型铼催化剂并研究其甲醇选择氧化反应的催化性能.结果表明,Fe₂O₃和V₂O₅等氧化物负载型铼催化剂表现出很高的甲醇选择氧化制备二甲氧基甲烷的催化性能,选择性可达90%～94%(摩尔分数).选择氧化反应活性与铼担载量有关.在α－Fe₂O₃担载的铼催化剂中,以担载质量分数为1%～3%铼的催化剂活性最高[450mmol/(h·gRe)],而高于3%的铼担载量,单位铼催化活性逐渐下降.XRD,XPS和脉冲反应等结果表明,铼酸铰负载于α-Fe₂O₃载体上,并于He气氛中焙烧后,所得表面铼物种与担载量有关,当低于单层担载量时以Re⁶⁺占主导,而高于单层担载量时则Re⁶⁺与Re⁴⁺物种共存.