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。     

Sn掺杂量对Pt/Sn-MFI催化剂的丙烷脱氢性能影响

随着对丙烯需求的日渐增加,由丙烷催化脱氢制丙烯来实现对丙烯的增产,已成为增产丙烯的重要手段之一。利用水热法制备一系列不同Sn掺杂量的Sn-MFI载体,采用等体积浸渍法制备相同Pt负载量的Pt/Sn-MFI催化剂,通过XRD、N2吸附-脱附、FT-IR和H2-TPR等表征考察不同Sn掺杂量的催化剂对丙烷催化脱氢性能的影响。结果表明,Pt/Sn1. 3%-MFI催化剂具有最高的催化丙烷脱氢活性和稳定性,丙烷初始转化率为43. 3%,丙烯选择性为98. 9%。反应360 min后,丙烷转化率为25. 1%,选择性保持不变。     

Sn掺杂对Pt/Sn(x)-θ-Al_2O_3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-Al_2O_3载体,并采用真空浸渍法制备了Pt/Sn(x)-θ-Al_2O_3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-Al_2O_3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%。     

新型丙烷脱氢催化剂制备及其活性评价

以MIL-101(Cr)为载体,异丙醇铝为铝前驱体,通过添加助剂钾制备新型Cr_2O_3/Al_2O_3脱氢催化剂。考察反应温度、气时空速及钾含量等因素对脱氢过程的影响。结果表明,该催化剂对丙烷脱氢过程表现出较好的催化活性。在反应温度615℃、进料量60 mL·min~(-1)、钾质量分数3.2%的条件下,丙烷转化率39.6%,丙烯选择性90.0%。     

多级孔ZSM-5分子筛的制备及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

采用不同浓度的四乙基氢氧化铵(TEAOH)溶液处理HZSM-5分子筛,并通过XRD、XRF、H2化学吸附、吡啶红外吸附(FT-IR)和N2低温物理吸附对样品进行表征分析,考察有机碱溶液对载体和催化剂物化性能的影响。表征结果显示,低浓度的TEAOH溶液处理HZSM-5后形成介孔-微孔多级孔道结构,介孔容积和外比表面积明显增加,进而提高催化剂表面Pt金属裸露度;高浓度有机碱处理则能够明显增加分子筛表面酸性,同时引起催化剂表面Pt分散度下降。采用有机碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-Na/HZSM-5催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着有机碱溶液的增加,丙烷初始转化率逐渐增加,丙烯选择性则逐渐下降,稳定性呈现出先增加后减少的趋势。以20 mol·L-1有机碱溶液处理HZSM-5分子筛为载体制备的催化剂用于丙烷脱氢活性评价显示,反应120 h后丙烷化率为34.93%,丙烯选择为98.67%,该催化剂脱氢活性和稳定性较佳。     

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%。     

MoO3/ZrO2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用溶剂热法制备系列MoO_3/ZrO_2催化剂,采用H2-TPR、N_2吸附-脱附、X射线衍射等对其进行表征,并评价MoO_3/ZrO_2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能。结果表明,MoO_3负载于ZrO_2载体上制备的催化剂催化活性增加,MoO_3负载质量分数为20%的MoO_3/ZrO_2催化剂,在反应温度为600℃时,丙烷转化率27.45%,丙烯选择性44.78%,丙稀收率12.29%。     

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%。     

丙烷临氢脱氢催化剂的研究进展

综述了以Al2O3为催化剂载体的丙烷脱氢催化剂的研究进展,重点阐述了Pt-Sn／γ-Al2O3催化剂的研究现状;论述了ZSM-5和尖晶石载体的特殊结构和性质以及适应高温、低压的反应条件,制得具有良好的反应活性和稳定性的催化剂的方法;对丙烷临氢脱氢制丙烯催化剂的研究前景进行了展望。     

CrO_x/ZSM-5-Al_2O_3复合载体催化剂对丙烷脱氢性能的影响

将不同质量分数的钠型ZSM-5引入氧化铝溶胶制备复合载体,负载活性组分铬并用于丙烷脱氢催化实验。利用XRD、XRF、BET、NH3-TPD、UV-Vis等对添加不同ZSM-5质量分数的复合载体、催化剂样品进行表征,考察了不同质量分数ZSM-5对催化剂的孔分布、晶体结构、表面酸性、金属存在形式、积碳行为及丙烷脱氢性能的影响。结果表明,5%ZSM-5与氧化铝复合,增加了催化剂表面有利于脱氢反应的弱酸位点比例,增加了可被还原的Cr~(6+)及脱氢活性中心不饱和Cr~(3+)的数量,有效抑制积碳生成,提高催化剂的平均反应活性;当反应温度为600℃、C_3H_8与N_2体积流量比为1∶15时,催化剂的丙烷转化率与丙烯选择性可达52. 0%和90. 0%。     

Na2CO3处理制备复合孔ZSM-5分子筛及其丙烷脱氢制丙烯的催化性能

通过不同浓度的Na₂CO₃溶液处理合成的HZSM-5分子筛,并采用X射线衍射、N₂低温物理吸附和X射线荧光光谱分析仪对溶液处理前后的样品进行了表征。表征结果显示,适量浓度的Na₂CO₃溶液处理HZSM-5,能够形成介孔-微孔复合孔道,增加了分子筛介孔容积和外比表面积;同时不会明显破坏HZSM-5的MFI结构,从而保持较好的高温热稳定性。在上述碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-K/HZSM-5分子筛催化剂,并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明,随着Na₂CO₃溶液浓度的增加,催化剂的初始活性增加,而稳定性先增加后减少。当采用Pt-Sn-K/HZSM-5（1.8）分子筛催化剂用于丙烷脱氢反应,其呈现了良好的脱氢活性和稳定性：反应100h后,其丙烷化率为35.53%,相比初始活性仅下降了2.8个百分点,丙烯选择为98.4%,基本保持不变。     

A high propylene productivity over B2O3/SiO2@honeycomb cordierite catalyst for oxidative dehydrogenation of propane

Boron-based metal-free catalysts for oxidative dehydrogenation of propane (ODHP) have drawn great attention in both academia and industry due to their impressive activity and olefin selectivity. Herein, the SiO₂ and B₂O₃ sequentially coated honeycomb cordierite catalyst is designed by a two-step wash-coat method with different B₂O₃ loadings (0.1%-10%) and calcination temperatures (600, 700, 800 ℃). SiO₂ obtained by TEOS hydrolysis acts as a media layer to bridge the cordierite substrate and boron oxide via abundant Si-OH groups. The welldeveloped straight channels of honeycomb cordierite make it possible to carry out the reactor under high gas hourly space velocity (GHSV) and the thin wash-coated B₂O₃ layer can effectively facilitate the pore diffusion on the catalyst. The prepared B₂O₃/SiO₂@HC monolithic catalyst exhibits good catalytic performance at low boron oxide loading and achieves excellent propylene selectivity (86.0%), olefin selectivity (97.6%, propylene and ethylene) and negligible CO₂ (0.1%) at 16.9% propane conversion under high GHSV of 345,600 ml·(g B₂O₃)^-1·h^-1, leading to a high propylene space time yield of 15.7 g C₃H₆·(g B₂O₃)^-1·h^-1 by suppressing the overoxidation. The obtained results strongly indicate that the boron-based monolithic catalyst can be properly fabricated to warrant the high activity and high throughput with its high gas/surface ratio and straight channels.     

The effect of the Ce content on the oxidative dehydrogenation of propane over CrOy-CeO2/γ-Al2O3 catalysts

A series of CrO_y (17.5 wt%)-CeO₂ (X wt%)/γ-Al₂O₃ catalysts (X=0, 0.5, 2, 5, 8) with various Ce contents were prepared by a wetness impregnation method and were applied to the dehydrogenation of propane to propylene at 550℃ and 0.1 MPa. The prepared catalysts were characterized by BET, H₂-TPR, O₂-TPD, XPS, XRD, SEM-EDS and Raman spectroscopy. Among the prepared catalysts, the 17.5Cr-2Ce/Al catalyst with the largest amount of lattice oxygen exhibited the best catalytic performance for the dehydrogenation of propane to propylene with lattice oxygen. The decreased presence of oxygen defects and reducibility were the factors responsible for the improved dehydrogenation activity of the catalysts. The CeO₂ layer could inhibit the evolution of lattice oxygen (O^2-) to electrophilic oxygen species (O₂^-), and the oxygen defects on the catalyst surface were reduced. The inhibited lattice oxygen evolution prevented the deep oxidation of propane or propylene, the average CO_x selectivity decreased from 24.41% (17.5Cr/Al) to 5.71% (17.5Cr-2Ce/Al), and the average propylene selectivity increased from 60.15% (17.5Cr/Al) to 85.05% (17.5Cr-2Ce/Al).     

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。     

发泡镍负载CuO/ZnO/Al2O3对甲醇水蒸汽重整的催化作用

以三维网状多孔发泡镍为载体，制备了负载CuO/ZnO/Al₂O₃的催化剂，研究了催化剂对甲醇水蒸汽重整制氢气的催化作用，考察了催化剂的制备方法、重整反应温度、催化反应器液体空速对催化反应以及催化剂稳定性的影响。结果表明，通过预先在发泡镍上包覆一层Al₂O₃，能够提高催化剂负载的均匀性，所制备的催化剂具有很好的低温初活性和选择性。在反应温度为220 ℃，液体空速为7.2 h^-1的条件下，甲醇初始转化率为98.36%，CO₂选择性为98.4%，产品气中CO摩尔分数为0.41%。通过40 h的连续实验，甲醇转化率始终维持在80%以上，产品气中CO摩尔分数保持在0.5%，CO2的选择性维持在98%。     

介孔磷酸盐分子筛上钒物种的引入方式及其对丙烷氧化脱氢 催化性能的影响

以溶剂挥发诱导自组装法(evaporation–induced self–assembly，EISA)合成的有序磷酸盐介孔分子筛Na_0.1Zr_0.9PO为载体，分别采用掺杂和浸渍两种方式引入过渡金属钒作为活性物种，制备了一系列不同钒含量的催化剂样品。通过小角X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电镜表征了所制备样品的孔道结构，采用Raman光谱着重研究了不同方式引入的钒物种在Na_0.1Zr_0.9PO上的存在状态，并将催化剂上钒物种的存在状态与其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能相关联，探讨在介孔磷酸盐分子筛上构筑丙烷氧化脱氢活性位的合适方法。研究结果表明：掺杂方式引入的钒物种不仅可以同时以孤立态和聚集态存在，并且当钒含量高于8%时仍能保持高度分散状态，不容易出现导致催化性能下降的结晶态V₂O₅，与浸渍负载相比，本文采用掺杂方式制备的钒基催化剂样品普遍显示出更好的丙烷氧化脱氢活性和更高的丙烯选择性。此外，以碱金属Na掺杂的介孔磷酸盐分子筛Na_0.1Zr_0.9PO作为钒基催化剂的载体，虽然丙烷氧化脱氢反应的活性受到一定程度的抑制，但却可以使丙烯的选择性有所提升。