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.     

湿化学法制备纳米氧化镱的研究

采用通常的溶液沉淀、微乳液及均匀沉淀等溶液方法制备纳米氧化镱.TEM观测显示,采用H₂O₂的溶液沉淀法和采用CTAB的均匀沉淀法,都可得到有较好分散、尺度约为10 nm的球形粒子;XRD分析表明,经650℃焙烧后的氧化镱均为立方结构,采用H₂O₂的溶液沉淀法所得氧化镱的晶粒尺寸为9.4 nm,采用CTAB的均匀沉淀法所得氧化镱的晶粒尺寸为6.9 nm;基于低温N₂吸附表征结果发现,微乳液法制得的Yb₂O₃的比表面积较低,采用H₂O₂的溶液沉淀法可以制得比表面积为47.7m²/g、等效粒径为13.6 nm的Yb₂O₃,采用CTAB的均匀沉淀法所得氧化镱比表面积为63.2m²/g,等效粒径为10.3 nm.表面活性剂与水合氧化镱沉淀物间的相互作用,可能对所得氧化镱的热稳定性有重要影响.     

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%).     

铯添加对VOx/SBA-15催化剂丙烷氧化脱氢性能影响

我们考察了碱金属铯的添加对具有单一活性中心（分立的VOx四面体）的VOx／SBA-15催化剂上丙烷氧化脱氢反应性能的影响,发现铯的加入可以显著改善丙烯的选择性．在相同的丙烷转化率时,丙烯选择性提高了约10％．对催化剂的X射线衍射,拉曼光谱,程序升温还原,吡啶吸附IR光谱和程序升温脱附表征结果表明,少量碱金属的加入,并未改变活性中心的结构及其可还原性能,但明显降低了催化剂表面酸量,尤其是B酸量,从而有利于产物丙烯的脱附,抑制了深度氧化产物COx的产生,提高了丙烯的选择性．     

介孔Ni基催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯

以十二烷基硫酸钠为模板剂,尿素为沉淀剂制备了介孔氧化镍,并将该方法成功拓展至介孔NiMgO催化剂的合成.考察了这两种催化剂以及采用溶胶.凝胶法制备的纳米氧化镍催化剂对乙烷氧化脱氢反应的催化性能.结果表明,介孔氧化镍较纳米氧化镍在相同乙烷转化率条件下乙烯选择性更高,且前者反应温区大为扩展,因而乙烯收率更高.介孔氧化镍经Mg调变后,其催化性能进一步提高,在450℃,C2H6:O2:N2=1:1:4和GHSV=18000ml/(g.h)条件下,介孔NiMgO催化剂上乙烷转化率和乙烯收率分别为56.6%和30.1%,其乙烯收率远高于纳米氧化镍(15.9%)和介孔氧化镍(22.5%).     

Ir/SiO2上甲烷部分氧化制合成气反应的原位时间分辨红外和原位Raman光谱表征

采用原位时间分辨红外光谱和原位显微Raman光谱技术对Ir/SiO₂上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的初级产物和反应条件下催化剂表面物种进行了跟踪考察,实验结果表明,在H₂预还原的新鲜Ir/SiO₂表面,CO是V(CH₄):V(O₂):V(Ar)=2:1:45混合气反应的初级产物,因而甲烷的直接氧化过程是CO生成的主要途径;而在稳态反应条件下,CO生成的途径可能主要来自CO₂和H₂O与催化剂表面积碳物种(CHx)和/或CH₄的反应.催化剂上生成的积碳可能是导致稳态条件下Ir/SiO₂上POM反应机理不同于H₂预还原的新鲜催化剂的主要原因.     

甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂

积炭;甲烷二氧化碳重整制合成气镍-钴双金属催化剂     

用不同前驱体制备的Co/SiO2催化剂的结构及其CO2/CH4重整反应性能

 分别采用硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴和氯化钴为前驱体制备了Co／SiO2催化剂,用XRD,TPR,SEM和H2－TPD等实验技术考察了钴盐前驱体对催化剂结构和二氧化碳重整甲烷反应性能的影响,重点考察了硝酸钴和醋酸钴的作用．结果表明,由醋酸钴制备的Co／SiO2催化剂有最佳的催化活性和稳定性,它在钴物种的存在状态、金属－载体相互作用、钴金属晶粒度及抗烧结、抗积炭能力等方面,均与由硝酸钴制备的Co／SiO2催化剂存在显著的差别．Co／SiO2催化剂的反应活性和稳定性分别与其金属分散度和抗烧结、抗积炭能力密切相关．     

SBA-15负载高分散纳米NiO的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能

采用浸渍法通过改变焙烧气氛制备了系列NiO/SBA-15 (w_NiO=20%)催化剂, 并考察了催化剂的丙烷氧化脱氢(ODHP)反应性能. 实验结果表明, 与在静止和流动空气中焙烧的催化剂相比, 在1%NO/He (V_NO/V_He=1:99)气氛中焙烧的NiO/SBA-15-NO具有优异的低温丙烷氧化脱氢制丙烯性能, 在350 ℃时, 丙烷的转化率和丙烯收率分别约达29%和13%. 反应温度升至450 ℃时, 丙烯的选择性仍保持在45%左右. X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试结果表明, 1%NO/He气氛可有效抑制焙烧过程中NiO纳米颗粒的团聚, 使NiO物种高分散于SBA-15 的孔道中. H₂-程序升温还原(H₂-TPR)和O₂-程序升温脱附(O₂-TPD)测试结果表明, 随着NiO在SBA-15上分散度的提高, 催化剂的抗还原性增强, ODHP活性氧物种O-的含量增加, 进而使1%NO/He气氛中焙烧的NiO/SBA-15-NO在较宽的温度范围内(350-450 ℃)均具有良好的丙烯选择性, 并显著提高了催化剂的低温活性.     

Rh/SiO_2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应机理

采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的Rh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600°C下将还原后的4%Rh/SiO2催化剂切入CH4:O2:Ar=2:1:45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种;在700°C和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小;以CH4:16O2:H218O:He=2:1:2:95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3%,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.