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《丙烷氧化脫氫制丙烯納米催化劑的制備、表征及應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、復旦大學博士學位論文丙烷氧化脫氫制丙烯納米催化劑的制備、表征及應用姓名：劉永梅申請學位級別：博士專業(yè)：物理化學指導教師：范康年20040428復基大學博士學位論文中文摘要丙烷氧化脫氫制丙烯納米催化劑的制備、表征及應用關鍵詞：納米、復合氧化物、釩基、硼氧化物、丙烷、氧化脫氫，機理、SBA一15丙烯作為重要的石油化工中間體，其需求量日益增長，因此開展由資源豐富的丙烷轉化為的丙烯的研究意義非凡。目前工業(yè)丙烯主要來自煉油廠流化床裂解和乙烯裂解，其收率均比較低，難以滿足增長的需求；而丙烷無氧條件下直接脫氫制丙烯的反應由于反應溫度高、能耗大、催化劑易結焦失活等原因，使其在工業(yè)生產(chǎn)中
2、受到很大限制。近年來人們開始嘗試臨氧條件下丙烷氧化脫氫制丙烯，期望用較低溫度下的放熱反應替代高溫下的吸熱反應，從而降低反應能耗，為今后的工業(yè)化創(chuàng)造條件。然而經(jīng)過數(shù)十年的努力，仍沒有能夠工業(yè)化的催化劑問世，文獻和專利報道的丙烷氧化脫氫反應的收率水平比較低，開發(fā)新催化材料用于丙烷氧化脫氫反應勢在必行。近年來，由于含鈰復合氧化物新材料具有獨特的氧化還原性能及儲放氧能力備受科學工作者的關注，為開發(fā)具有低溫活性的丙烷氧化脫氫制丙烯催化劑提供了可能。另一方面，具有規(guī)整孔道結構和較窄孔徑分布的介孔分子篩作為性質(zhì)優(yōu)良的催化載體引起催化界的廣泛關注，特別是以SBA．15為代表的新一代介孔
3、材料，具有單一的孔徑分布、較大的孔徑、規(guī)則的孔道和較厚的孔壁，使其熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性都有很大的提高，有望作為丙烷氧化脫氫制丙烯高效催化劑的新型載體。一般認為丙烷氧化脫氫反應機理有兩類，一類是氧化還原反應機理，另一類是自由基反應機理。對前一類反應，選擇了具有低溫催化活性的含鈰復合氧化物新材料和較為經(jīng)典的釩氧化物催化劑作為研究對象，后一類反應選擇了能夠引發(fā)自由基反應的硼氧化物催化劑。通過催化劑的制備、表征及其反應活性的測試，對各類催化劑上丙烷氧化脫氨的反應本質(zhì)進行了不同程度的探討。論文主要研究內(nèi)容如下：、納米ce-Ni．O復合氧化物催化劑的制備、表征及其在丙烷氧化脫氫反應
4、中的應用用草酸鹽膠態(tài)共沉淀法制備了不同ce／Ni摩爾比的CemNi。O系列催化劑(Ce。Ni。O．OG)，還用其他方法制備了相同ce／Ni摩爾比的CeNi20參比催化V復量大學博士學釷論文中文擒要劑。掃描電鏡表征發(fā)現(xiàn)CeNi20．OG由大小均一的小“面包圈”組成，而CeNi20．OC(水相共沉淀法制各樣品)卻不太均勻：高分辨透射電鏡結果表明，CeNi20一OG的小“面包圈”是由大小均一的Ce02、NiO復合氧化物納米粒子組成，而CeNi20一OC是由獨立的Ce02、NiO組成。XRD、LaserRaman、H2．TPR、XPS等表征手段研究發(fā)現(xiàn)：(11ce。Ni。0樣品
5、中有三種鎳物種存在一團聚的NiO顆粒、高度分散在Ce02表面的NiO顆粒及進入Ce02晶格形成固融體的Ni2十。f2)Ce／Ni摩爾比的變化對品態(tài)NiO及分散NiO的顆粒大小、還原能力有影響，但對進入Ce02晶格形成固融體的Ni2+影響不大。(3)焙燒溫度對催化劑的性能有一定的影響，焙燒溫度越低，催化劑的比表面越大。表面顆粒分散度越高，晶體的晶化程度越低，還原溫度越低，更易形成固融體。(4)不同制備方法對催化劑的性能影響較大，其中浸漬法制備的催化劑中，鈰與鎳之間的相互作用較弱，鎳包裹在Ce02的表面，催化劑表面基本上檢測不到Ce02的信號；而KOH作沉淀劑制備的催化劑表
6、面，表面吸附活性氧物種相對較少。用連續(xù)微反裝置考察Ce。NinO系列催化劑活性結果表明．在200～300oC的低溫范圍內(nèi)，CemNi。O系列催化劑具有良好的催化活性，其中CeNi20—OG催化劑在275oC、v(c3H3)N(Og=0．7、空速5．5L／(g．h)的條件下，丙烷轉化率為12．8％時，丙烯選擇性高達82．7％。不同方法制備的催化劑在相同反應條件下，草酸鹽膠態(tài)共沉淀法制備的催化劑活性最好。此外，對反應條件考察結果表明：催化劑的最佳焙燒溫度范圍為500—600oc，反應溫度是250—300oC，v(c3Hs)／V(02)=0．7—1，空速5．5L／(g·h)，
7、Ce／Ni摩爾比為1—0．25。原位紅外漫反射研究結果表明，在純NiO、Ce02上丙烷氧化脫氫反應過程中沒有檢測到吸附態(tài)C=C的信號，而在CemYi。0催化劑上檢測到了該信號，因此可以認為鈰鎳相互作用固融體是該反應的活性位，并提出了丙烷在CemNi。0催化劑上經(jīng)由烯丙基生成丙烯的分子反應機理。二、V．SBA-15系列催化劑的制備、表征及在丙烷氧化脫氫反應中的應用以介孔分子篩SBA。15為載體采用浸漬法、吸附法、機械混合法制備了各種釩負載量的V．SBA一15催化劑，同時制備了2．8V-MCM．41和2．8V—Si02等參比催化劑。XRD、T
