CrO x /Ti-Al2O3催化剂结构及其催化丙烷脱氢性能

以模板法制备的Ti改性Al₂O₃为载体制备了CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂,考察了Ti含量对催化剂的结构及其催化丙烷脱氢性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶红外吸附（Py-IR）等方法对催化剂的结构进行了表征。结果表明,CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂具有均匀的泡沫状介孔结构并含有少量微孔,表面积在180~195m²/g;铬主要以Cr⁶⁺和Cr³⁺形式存在,其中Cr⁶⁺主要以单铬酸盐和双铬酸盐形式存在,Cr³⁺以α-Cr₂O₃晶体和高分散Cr₂O₃形式存在,Ti的加入降低了催化剂表面Cr⁶⁺含量,增加了孔道内高分散Cr³⁺含量;Ti的加入降低了弱酸的强度,生成了少量中强酸,并使催化剂中B酸和L酸中心数量明显减少。少量的Ti（0.5%~1.0%TiO₂,质量分数）可明显提高丙烷转化率和丙烯收率,但过多的Ti（>2%TiO₂）则明显降低丙烯选择性而使丙烯收率降低。CrO _x /nTi-Al₂O₃催化剂表面Cr⁶⁺物种可催化丙烷氧化脱氢,本身还原成Cr³⁺后继续催化丙烷直接脱氢,孔道内部的高分散Cr³⁺可催化丙烷直接脱氢反应,二者结合使催化剂保持了较高的催化活性和较好的稳定性。     

溶胶-凝胶法制备丙烷脱氢Pt-Sn/Al2O3催化剂性能

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了不同Sn组分含量的Pt-Sn/Al₂O₃催化剂, 通过XPS、TEM和H₂吸附等物化表征手段对催化剂进行了表征,考察了无H2存在下的催化剂丙烷脱氢性能。结果表明,采用溶胶-凝胶法导致一部分Sn组分被包埋,减少高温还原条件下Sn组分的析出而提高催化脱氢活性。在550 ℃反应 6.5 h的条件下,丙烯收率36.3%,丙烯选择性达98.8%。     

Sn掺杂对Pt/Sn(x)-θ-Al2O3丙烷脱氢催化剂性能的影响

采用铝箔盐酸回流-油柱成型法制备了不同Sn掺杂量的Sn(x)-θ-Al₂O₃载体,并采用真空浸渍法制备了Pt/Sn(x)-θ-Al₂O₃催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N₂物理吸附-脱附、NH₃-TPD、H₂-TPR和TG-DTA表征,研究了在载体中掺入助剂Sn对Pt/Sn(x)-θ-Al₂O₃催化剂结构及丙烷脱氢催化反应性能的影响。结果表明,在载体制备过程中掺入Sn,可以提高催化剂反应活性和产物选择性,当Sn掺杂质量分数为1.0%时,催化剂具有最优的丙烷脱氢反应性能,15 h的平均丙烷转化率为32.4%,平均丙烯选择性为95.5%。     

VOx、ZnOx和GaOx丙烷脱氢催化剂的研究进展

主要阐述近年来负载型VO_x、ZnO_x和GaO_x催化剂在丙烷脱氢反应中的研究进展。在高温(500～650)℃和还原性气氛(丙烷及其衍生物)反应条件下，负载的VO_x、ZnO_x和GaO_x金属氧化物活性位通常被部分还原，生成不饱和配位的金属阳离子作为丙烷脱氢活性位。系统总结上述各氧化物催化剂的活性位的分散度、载体种类、制备方法、酸碱性等对丙烷C-H活化、丙烯选择性和稳定性的影响，为进一步设计高效的负载型氧化物丙烷脱氢催化剂奠定一定的基础。     

纤维状BPO4/SiO2催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢性能

通过静电纺丝法制备了一种高温焙烧后具有纤维状结构的磷酸硼/二氧化硅（BPO₄/SiO₂）催化剂,并考察了BPO₄负载量和焙烧温度对该催化剂的结构和催化丙烷氧化脱氢性能的影响。研究发现焙烧过程使纤维直径减小。随着BPO₄负载量的增加,丙烷氧化脱氢活性增高。当BPO₄负载量为7%（质量分数）,焙烧温度为600℃时,BPO₄/SiO₂催化剂具有最佳的催化性能;在反应温度为480℃下,丙烷转化率和丙烯产率分别达到17.0%和13.0%,且催化剂稳定性良好。当焙烧温度较低时（550℃）,催化剂中的有机物分子未被除尽,导致烯烃的选择性偏低;当焙烧温度较高时（700℃）,SiO₂结构收缩紧密,抑制了活性相的暴露。由于纤维结构可暴露更多活性位点,该催化剂较相同条件下粉末状BPO₄催化剂有着更高的催化活性。     

PtSn/MgAl2O4-sheet催化剂的制备及其PDH反应性能

近年来，因为页岩气大规模开采的成功可以为丙烷脱氢制丙烯(PDH)工艺提供大量廉价的丙烷，丙烷脱氢制丙烯已成为最有前途和最具吸引力的丙烯生产技术。目前工业上丙烷脱氢主要采用的是负载型PtSn/Al₂O₃催化剂。然而在丙烷脱氢高温反应中，PtSn纳米粒子易烧结和积炭使催化剂遭受严重的失活。为了解决上述问题，本文合成了片状的MgAl₂O₄尖晶石载体负载PtSn金属纳米粒子，制备了PtSn/MgAl₂O₄-sheet催化剂。该催化剂具有较大的孔径，有利于PDH反应中反应物的吸附和产物的脱附，提高了催化剂的活性同时降低了积炭含量。同时片状的MgAl₂O₄尖晶石载体的(111)面与PtSn纳米颗粒存在着强的相互作用，阻止了PtSn纳米颗粒在高温反应中的烧结。在丙烷脱氢反应中，丙烷的转化率达到了43.2%，丙烯的选择性达到了95.0%，失活速率仅为0.008h^-1，其性能优于商用的PtSn/Al_...     

铈锆固溶体Ce0.25Zr0.75O2光热协同催化CO2与甲醇合成DMC

采用溶胶-凝胶法合成不同铈含量的ZrO₂催化剂，用于光热协同催化CO₂与甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)。实验发现，光热催化的DMC产率明显高于热催化，且Ce_0.25Zr_0.75O₂具有最高DMC产率3.084mmol/g，是纯ZrO₂的1.9倍。XRD和TEM分析表明：Ce原子掺入ZrO₂晶格形成铈锆固溶体同时增加其表面氧空位浓度，提高吸附CO₂能力；固溶体的纳米尺寸减小、比表面积增大和介孔结构丰富，有利于CO₂扩散。能带结构和光吸收光谱表明：铈锆固溶体光响应范围拓宽且有效利用率提高；氧空位辅助窄带隙特征可促使光生载流子有效分离，允许更多光生电子和空穴参与CO₂及甲醇的活化，加之固溶体表面酸碱位点的协同作用，最终实现高效率高选择性合成DMC。最后，提出了铈锆固溶体光热催化CO₂与甲醇合成DMC的反应机理，为光协同热催化合成DMC的研究提供良好的理...     

PtSn负载量对PtSn/Al2O3催化剂上丙烷脱氢性能的影响

由丙烷直接催化脱氢制取丙烯已经成为增产丙烯的重要手段之一。以水热法制备Al_2O_3载体,采用等体积浸渍法制备不同PtSn负载量的PtSn/Al_2O_3催化剂。通过XRD、N2-吸附、拉曼光谱和H2-TPR等对其进行表征,并考察不同PtSn负载量对催化剂催化丙烷脱氢性能的影响。结果表明,在制备的催化剂中,Pt1.5Sn3/Al_2O_3具有最高的催化丙烷脱氢活性和稳定性,丙烷初始转化率高达55.6%,丙烯选择性98.1%。反应330 min后,丙烷转化率仅降约10%,选择性保持不变。     

助催化剂Sn、Ga、In和K对丙烷脱氢催化剂Pt/Al2O3

用廉价的丙烷脱氢制丙烯是解决丙烯供应紧张问题的途径之一,研究优异性能的丙烷脱氢催化剂具有重要意义。采用分步浸渍法制备不同类型的丙烷脱氢催化剂Pt/Al₂O₃,在固定床反应器中考察助催化剂Sn、Ga、In和K对催化剂性能的影响。结果表明,Pt-Sn/Al₂O₃催化剂性能略优于Pt-Ga/Al₂O₃和Pt-In/Al₂O₃,并且比较稳定。在Pt-Sn/Al2O3催化剂中加入适量K,可有效改善催化剂性能,但高温条件下积炭严重,有待深入研究和改进。     

Pd-Rh/TiO2光催化CO2氧化乙烷脱氢研究

采用浸渍还原方法制备Pd-Rh/TiO₂催化剂用于常温光催化CO₂氧化乙烷脱氢制C₂H₄。研究不同Pd/Rh比催化剂的光反应性能，利用XRD、EDX-mapping、TEM、HRTEM、XPS技术表征催化剂表面和电子特性，通过UV-Vis、PL技术考察催化剂光响应性能，采用原位红外光谱技术分析Pd-Rh/TiO₂光催化CO₂氧化乙烷脱氢反应机理。研究表明，Pd-Rh双金属体系可有效提高光反应活性，光照下Pd和Rh金属之间存在内部电子转移的作用，降低了Pd表面的电子云密度，促进光生电子和空穴的分离，同时促进了C₂H₆和CO₂在材料表面的吸附。Ar替换CO₂的对比实验证明，反应中的CO₂消耗H₂，可消除催化剂表面积碳，促进C₂H₄生成。     

MnOx对Pt/CeZrO2催化剂在水汽和CO2环境下CO氧化的影响

以CeZrO₂固溶体为载体,发现MnO_x的添加能促进Pt/CeZrO₂催化剂的CO氧化性能,并研究了MnO_x含量对催化剂CO氧化活性及抗H₂O和CO₂性能的影响。结果表明,随着MnO_x含量增加,催化剂活性呈现先升高后降低的趋势,在MnO_x含量为0.5%（质量分数）时活性最佳。MnO_x的添加降低了Pt颗粒尺寸并影响催化剂还原性能从而促进反应活性。水汽和CO₂对Pt/CeZrO₂催化剂的CO氧化活性有抑制作用,而MnO_x的加入能显著提高催化剂的抗水汽和CO₂的能力。反应动力学结果表明,在Pt/CeZrO₂催化剂上,反应气中引入H₂O和CO₂后,CO的反应级数有明显升高,说明H₂O和CO₂在催化剂表面与CO竞争吸附,导致CO反应活性下降;而在Pt/MnO_x/CeZrO₂催化剂上,CO的反应级数略有升高,说明MnO_x的添加能有效抑制H₂O和CO₂与CO的竞争吸附,从而改善了催化剂的抗H₂O和CO₂性能。     

不同载体对Pt-Sn催化剂丙烷催化脱氢性能影响

分别以Hβ分子筛和γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备不同Sn含量的负载型Pt-Sn双组分丙烷催化脱氢催化剂。在固定床微反装置上对制备的催化剂进行活性评价,并采用NH₃-TPD方法测定催化剂表面酸量和酸强度分布。结果表明,负载型Pt-Sn/Hβ和Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂对丙烷催化脱氢反应性能与Sn含量密切相关,弱酸中心的存在对丙烷催化脱氢反应有利,对于特定的Pt-Sn体系,γ-Al₂O₃为载体的催化剂性能优于Hβ分子筛为载体的催化剂,当负载Sn质量分数为0.9时,Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂性能最好。     

催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al₂O₃和VMoMg/γ-Al₂O₃催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al₂O₃催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500 ℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al₂O₃和3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V₇Mo₄Mg/γ-Al₂O₃催化剂上出现C—O键的温度比3V₇Mo/γ-Al₂O₃催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

HMS介孔分子筛合成及其在丙烷脱氢制丙烯反应中的应用

分别以正硅酸乙酯和伯胺表面活性剂为原料和模板剂成功制备HMS介孔分子筛，经负载活性组分后得到Pt-Sn/HMS催化剂并将其应用于丙烷脱氢制丙烯反应。探究合成过程中伯胺表面活性剂碳链长度及水和乙醇的比例对HMS介孔分子筛孔结构的影响。XRD和N₂吸附-脱附等分析结果表明，模板剂链长增长时，介孔分子筛孔径、孔壁厚、比表面积及孔容均增大。适当的水/乙醇比例有利于获得更大比表面积和孔体积的介孔分子筛，并表现出更有序的介孔结构。丙烷脱氢制丙烯反应评价和热分析等表征结果表明，HMS介孔分子筛孔道特征直接影响Pt-Sn/HMS催化剂的催化性能。使用孔体积且比表面积较大的HMS样品作为载体制备的脱氢催化剂在丙烷脱氢反应中表现出优异的催化活性。性能最优的Pt-Sn/HMS-0.60-16催化剂上，平均丙烷转化率达到46.5%,平均丙烯选择性为94.1%,反应24 h后积炭量仅为质量分数3.4%。     

BiOCl/g-C3N4异质结催化剂可见光催化还原CO2

以KCl、Bi（NO₃）₃和类石墨氮化碳（g-C₃N₄）为前体,采用水热法成功制备了BiOCl/g-C₃N₄异质结光催化剂,并进行可见光催化还原CO₂,考察了催化剂的活性及稳定性,同时研究BiOCl：g-C₃N₄（摩尔比）、催化剂用量和光照强度对光催化还原CO₂的影响。结果表明,在水蒸气的存在下,BiOCl/g-C₃N₄较纯BiOCl和g-C₃N₄具有更高的光催化还原CO₂活性,在催化剂用量为0.1 g,光照强度为2.413×10^-6 einstein·min^-1·cm^-2,BiOCl：g-C₃N₄摩尔比为1：1的异质结催化剂显示了最高的光催化还原CO₂活性,且可见光催化剂在5次套用实验后其活性基本不变。基于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试（BET）和紫外-可见（UV-vis）吸收光谱表征,可以推断BiOCl和g-C₃N₄之间形成的p-n结能有效分离光生电子和空穴,是增强光催化剂活性的主要原因。     

前驱体调控铬系催化剂活性位点并用于丙烷非氧化脱氢研究

针对目前丙烷非氧化脱氢中铬系催化剂活性位点存在的问题,通过调控不同铬基前驱体负载在MCM-41上来建立活性位点与催化性能之间的构效关系。利用XPS、H_2-TPR、XRD、UV、H_2-TPR等表征手段对催化剂的价态、活性物种的存在形式等进行表征。结果表明,制备的3种铬基催化剂都有单体的Cr(Ⅵ)、聚合的Cr(Ⅵ)以及块状的Cr_2O_3。Cr/MCM-41(H_8CrN_2O_4)产生更多Cr(Ⅵ);催化剂所形成的单体的Cr(Ⅵ)促进活性的提升;与之相反,聚合的Cr(Ⅵ)和块状的Cr_2O_3阻碍催化剂的性能。单体的Cr(Ⅵ)在遇到丙烷迅速被还原成配位不饱和的Cr~(3+)、Cr~(2+),进一步说明单体的Cr(Ⅵ)是铬系催化剂应用于丙烷非氧化脱氢的活性位点的前体。     

BiOCl催化剂的丙烷氧化脱氢催化性能

以_L-赖氨酸为模板剂,采用沉淀法制备了BiOCl催化剂,对催化剂进行了X射线衍射、N₂吸附-脱附和H₂-TPR等表征,并测试了BiOCl催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能。结果表明,制备的BiOCl催化剂为四面体结构,500 ℃焙烧3 h后,催化剂比表面积为11.2 m²·g^-1,未完全还原氧物种的含量较多。随着反应温度升高,丙烷转化率和丙烯选择性增加,丙烷转化率为20%时,丙烯选择性达64.5%。     

La的掺杂方式对CeO2-MnOx催化氧化氯苯性能的影响

采用共沉淀法制备CeO₂-MnO_x和La₂O₃-CeO₂-MnO_x催化剂，再用沉积-沉淀法制备La₂O₃/CeO₂-MnO_x催化剂，并对催化剂的氯苯催化氧化反应活性进行检测。结果表明，La的加入可以显著提高催化剂催化氧化氯苯的活性。XRD和TPR表征结果表明，La的加入抑制CeO₂晶粒尺寸的长大，增强CeO₂的晶格应变，并促进Mn进入CeO₂的晶相，形成较好的MnCeO_x固溶体。催化剂的热稳定性评价结果表明，La的加入有效提高CeO₂-MnO_x催化剂的热稳定性。     

丙烷氧化脱氢制丙烯介孔催化材料

介绍了丙烷氧化脱氢制丙烯介孔催化材料的研究进展,包括介孔分子筛和介孔金属氧化物催化剂,综述载体、活性组分和制备方法等对丙烷氧化脱氢催化性能的影响,着重评述提高介孔分子筛催化剂催化活性的方法。     

Ag3PO4形貌和晶面对Ag/Ag3PO4等离子体催化剂光催化还原CO2的影响

采用简单的离子交换-光还原法制备了3种表面暴露的晶面分别为单一{110}、{100}和{111}晶面的Ag/Ag₃PO₄等离子体光催化剂,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱和比表面积测试等技术分别对3种样品的晶相组成、微观形貌和吸光度等进行了表征。所制备催化剂用于可见光照射下光催化还原气相中的CO₂生成碳氢化合物,考察了催化剂暴露的晶面与催化还原CO₂活性的关系,并探讨Ag/Ag₃PO₄光催化还原CO₂的机理。研究表明,{111}晶面暴露的四面体Ag/Ag₃PO₄具有最大的光催化还原CO₂生成CH₃OH的光量子效率、能量投入产出比和转换数。CO₂可通过CO₂ → ·CO₂^- → HCOOH → HCHO → CH₃OH途径还原。