助剂Zn对PtSn/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

以羰基铂锡化合物为前体,采用浸渍法将其负载于Zn改性Al₂O₃载体上制备了PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂,考察了Zn的添加对催化剂丙烷脱氢性能的影响。采用N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、吡啶红外吸附（Py-IR）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的孔结构、表面酸性以及积炭行为进行了分析。结果表明,PtSn/xZn-Al₂O₃催化剂孔道以介孔为主,孔径集中分布于8～10nm;Zn助剂的添加,在催化剂表面会形成ZnO物种,可使PtSn/Al₂O₃催化剂上的金属颗粒粒径减小、分散更加均匀;Zn的加入能有效降低催化剂表面酸量,主要表现为L中强/强酸中心的降低,随着Zn含量的增加,催化剂表面酸量先减少后增加。少量Zn的存在可使PtSn/Al₂O₃丙烯选择性和稳定性显著提高,但过量Zn的加入会降低催化剂的脱氢活性,适宜Zn的质量分数为0.75%～1.0%。反应后催化剂表面积炭主要表现为烯烃性质和芳香烃性质,Zn的添加可有效抑制积炭的形成,提高催化剂稳定性。     

铂基丙烷脱氢催化剂研究进展

丙烷脱氢（PDH）是一种直接生产丙烯的工业技术,受到了广泛的关注并实现了大规模应用。目前,商用铂基催化剂由于活性物质烧结和焦炭沉积而存在快速失活和稳定性差的问题。基于此,首先分析了铂基催化剂催化丙烷脱氢的反应动力学及活性位点,并指出铂基催化剂的分散性和稳定性是决定脱氢性能的关键因素。然后,从调控催化剂活性中心和载体修饰两个角度出发系统地总结了提高铂基丙烷脱氢催化剂稳定性策略。最后,对丙烷脱氢催化剂未来发展前景进行了展望,指出基于反应机理对铂基催化剂结构进行精准设计以及开发新型可替代铂基催化剂是目前丙烷脱氢工艺研究的重要方向,为丙烷脱氢制丙烯的进一步工业应用提供新的思路。     

镧对PtSnNa/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能的影响

制备了镧改性的PtSnNa/La/Al2O3催化剂,用于丙烷脱氢反应研究.结果表明镧的添加对PtSnNa//Al2O3催化剂的丙烷脱氢反应性能影响明显,当镧添加量(质量分数)为0.7%时,PtSnNa(0.3)/La/Al2O3催化剂的丙烯收率最大,而过量镧的加入不利于脱氢反应的进行.Na+和La+的协同调变作用可以明显抑制催化剂表面的积炭.     

PtSnNa/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能研究

采用氢化学吸附、热重和程序升温还原等多种物理化学手段结合微型催化反应研究了添加Na＋对负载型PtSn/γ-Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能、催化剂表面酸性、金属表面性质以及负载组分-载体相互作用的影响.发现添加一定量的Na＋可以减少催化剂的积炭量,提高催化剂的金属表面裸露度,从而改善催化剂的脱氢反应稳定性.而引入较多的Na＋虽可以提高催化剂抗积炭性能,但破坏了Pt-Sn-Al2O3之间的相互作用,锡组分易被还原,催化剂活性表面减小,从而对催化剂脱氢反应活性有抑制作用.     

球形氧化铝的制备及其在丙烷脱氢催化剂中的应用

以中和法、水热法、醇铝法和铝粉盐酸回流法合成的氧化铝前驱体为原料分别制备球形氧化铝载体（记为ZH、SR、ST和SOL）,通过强度仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对氧化铝载体进行表征,以丙烷脱氢为探针反应研究了氧化铝的制备方法对催化剂（Pt-Sn-K/Al₂O₃）脱氢性能的影响。实验结果表明：不同方法合成的氧化铝前驱体均制备出高强度的球形氧化铝载体,其中水热法和醇铝法制备的载体还具有较大的孔容和适中的比表面积;前驱体的制备方法对催化剂的酸性影响较大,中和法制备的氧化铝载体制备的催化剂主要是弱-中强酸中心,其他方法制备的氧化铝载体制备的催化剂为弱酸中心,催化剂酸量由大到小的顺序为ZH-CAT、SOL-CAT、ST-CAT、SR-CAT;评价结果表明,醇铝法和水热法制备的载体应用于丙烷脱氢催化剂表现出良好的性能,相当于甚至优于工业剂水平。     

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%。     

载体对丙烷脱氢过程中氢气选择氧化催化剂Pt/Al_2O_3性能的影响

通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和物理吸附(N_2吸附)等手段测定了不同合成条件下制备的Al_2O_3物性参数如比表面积,孔容和孔径等,并以合成的Al_2O_3为载体制备了单Pt/Al_2O_3催化剂,在固定床微型催化反应装置上考察了其在丙烷脱氢过程中催化氢气选择氧化性能。由相同条件下催化剂对混合气中氢气选择性氧化催化结果可知,在铝和葡萄糖物质的量比为1和弱碱条件下制备的Al_2O_3为载体,负载Pt质量分率0.5%的催化剂对烃损耗较小。NH_3的程序升温脱附(NH_3-TPD)表明,该催化剂表面碱性较强,活性较好。     

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%。     

柱撑型钒基催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢催化性能

以人工合成的3种不同层板组成的层状双羟基金属氢氧化物MgAl-CO₃-LDHs、CoAl-CO₃-LDHs和NiCr-CO₃-LDHs为载体,以偏钒酸钠NaVO₃为柱撑剂和钒前体,采用离子交换法制备了钒柱撑的催化剂样品（MgAlVO、CoAlVO和NiCrVO）,通过XRD、FTIR、XPS和Raman等手段表征了样品的物相、钒物种的存在形态以及钒的价态,以丙烷氧化脱氢制丙烯为模型反应,表征了所制备的催化剂样品的催化性能,着重探讨了LDHs载体的层板组成以及钒的含量对催化剂样品中的钒氧物种存在形态及其丙烷氧化脱氢催化性能的影响。结果表明：以20%理论含量的钒柱撑MgAl-CO₃-LDHs所制备的催化剂样品20%MgAlVO对丙烷氧化脱氢反应的催化性能较好,当反应温度为560℃时,丙烯收率可以达到11.3%,Raman光谱显示该催化剂样品中的钒以Mg₃V₂O₈和α-Mg₂V₂O₇两种形式共存,且晶格氧O^2-和吸附氧O^-所占的比例较为均衡,有利于获得较好的丙烷氧化脱氢催化性能,而在同样条件下制备的催化剂样品20%CoAlVO和20%NiCrVO中的钒物种只观察到分别以Co₃V₂O₈和Ni₃V₂O₈存在的正钒酸盐,前者对丙烯的收率不到8%,后者甚至完全得不到丙烯。     

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。     

丙烷脱氢催化剂研究进展

综述了丙烷脱氢的铬催化剂、铂催化剂及其他催化剂的研究进展,重点从载体、助剂和催化剂制备方法的角度阐述了铂催化剂的研究现状,展望了丙烷脱氢催化剂的研究前景.     

丙烷脱氢用高稳定性Pt基催化剂研究进展

丙烯作为重要的有机化工原料,国内外对其需求量持续增长,造成供不应求。丙烷脱氢(PDH)工艺是以丙烷为原料定向生产丙烯的技术,具有原料来源广泛、丙烯选择性高、产物简单易分离等优势,备受人们关注。本文主要阐述了近十年PDH反应中高稳定Pt基催化剂结构调控和工艺方面的研究进展。总结发现,Pt基催化剂具有最高的反应活性和丙烯选择性,然而,Pt基催化剂在反应中易积炭失活,且在高温下容易烧结团聚,造成稳定性下降。为提高Pt基催化剂的稳定性,研究者主要从催化剂结构设计和操作工艺条件优化两个角度出发。在Pt活性中心的调控方面：(1)调节Pt位点的结构特性,如分散度、粒径尺寸等;(2)加入金属助剂,如Sn、Cu、Ga、Zn等;(3)调控载体的酸性、比表面积、孔结构、金属-载体的相互作用等,能有效改善Pt基催化剂的抗烧结稳定性与抗积炭性能。在操作工艺条件优化方面,通过向丙烷原料中引入CO₂、H₂、水蒸气或者其他烷烃可增强Pt基催化剂的抗积炭稳定性、提高丙烯的收率。最后,文章指出有效耦合Pt基催化剂结构与操作条件是进一步提高PDH反应中Pt基催化剂稳定性和丙烯收率...     

钾对丙烷脱氢催化剂性能的影响

考察助剂钾对氧化铝和介孔分子筛SBA-15载体体系的丙烷脱氢催化剂性能的影响,XRD、NH₃-TPD和铂分散度表征结果表明,钾对两种体系催化剂的影响完全不同,在氧化铝体系中,钾助剂降低催化剂酸性,提高催化剂性能,而在SBA-15载体体系中,钾的引入使催化剂中铂的分散度大大降低,从而使催化剂活性降低,不利于反应。     

Structure and catalytic consequence of Mg‐modified VOx/Al2O3 catalysts for propane dehydrogenation

Supported VO_x catalysts are promising nonoxidative propane dehydrogenation (PDH) materials for their commercially attractive activity and propylene selectivity. However, they frequently suffer from rapid deactivation caused by coke deposition. This article describes the promoting role of magnesium on the stability of VO_x/Al₂O₃ catalysts for PDH. A series of VO_x/Al₂O₃ and Mg‐modified VO_x/Al₂O₃ catalysts were synthesized by an incipient wetness impregnation method. The catalysts were carefully characterized by Raman spectra, UV‐Vis spectra, STEM, TGA and in situ DRIFTS. We showed that the stability of a 12V/Al₂O₃ catalyst was significantly improved on addition of small amounts of MgO. Experimental evidences indicate that V₂O₅ nanoparticles emerge in the 12V/Al₂O₃ samples, and appropriate Mg addition helps dispersing the V₂O₅ nanoparticles into 2D VO_x species thus decreasing coke formation and improving stability in nonoxidative dehydrogenation of propane. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2017     

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%。     

氧化铝煅烧温度对丙烷脱氢催化剂性能的影响

针对丙烷脱氢催化剂用氧化铝作为载体时存在的孔结构与表面酸性调节的问题,开发了以海藻酸盐为黏合剂,采用挤出滚圆方法,制备了大孔球形氧化铝颗粒,并以此作为载体负载Pt、Sn活性组分制备了丙烷脱氢催化剂,研究了氧化铝载体煅烧温度对催化剂晶型、孔道结构、表面酸性、H2还原性能与丙烷脱氢性能的影响.实验结果表明:随氧化铝载体煅烧...     

硼基催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯

自2016年Hermans课题组发现六方氮化硼（h-BN）在丙烷氧化脱氢制丙烯（ODHP）反应中优异的烯烃选择性,各类硼基材料引起了研究者强烈的研究兴趣并广泛地用于ODHP反应。与传统金属与金属氧化物基催化剂不同,非金属硼基催化体系能够有效抑制CO _x 等过度氧化产物,提高烯烃产率,具有较广阔的工业应用前景。本综述对硼基丙烷氧化脱氢催化剂从催化剂的设计、合成策略和反应性能等方面进行了系统地讨论,阐明了催化剂的构效关系;总结了反应路线、关键中间体、决速步以及催化动力学行为,加深了硼基催化剂催化丙烷氧化脱氢活性位点和机理的理解。指出三配位B—O/B—OH活性位点的有效构建及实现表面与气相自由基反应的协同催化是提高硼基催化剂丙烷脱氢性能的关键。基于目前的研究现状和存在的问题,对硼基催化剂体系研发前景和未来工业化应用进行了展望。     

Cr系丙烷脱氢催化剂研究进展

综述了Cr系丙烷脱氢催化剂的研究状况,介绍了使用Cr系丙烷脱氢催化剂的工艺和催化剂脱氢机理,探讨了Cr系催化剂的活性中心和失活原因,总结了影响铬铝催化剂催化性能的因素,包括制备、载体、助剂、积炭及工艺条件,对Cr系催化剂的研究前景进行了展望。