我国丙烷脱氢制备丙烯催化剂研究进展

介绍了以丙烷为原料,Pt系和Cr系为催化剂制备丙烯的技术研究进展,指出了其今后的发展方向。     

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.     

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%。     

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。     

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...     

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。     

铂系丙烷脱氢催化剂助剂研究进展

铂基催化剂用于丙烷催化脱氢的主要缺点是稳定性差、选择性低,通过添加助剂可以大大改善该催化剂的脱氢性能.针对催化剂助剂,综述了铂基丙烷脱氢催化剂的研究现状,分别介绍了碱金属、碱土金属、稀土金属和过渡金属作为助剂对铂基催化剂的影响,探讨了所添加助剂的作用机制,并对铂基催化剂研究前景进行了展望.     

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。     

氮掺杂石墨烯整体式催化剂设计制备及其在丙烷氧化脱氢反应中的应用

以吡啶、吡咯和尿素为含氮元素前驱体,通过水热自组装结合热处理法制备了氮掺杂的石墨烯整体式催化剂,考察了其催化丙烷氧化脱氢反应的活性。催化剂结构表征和反应活性测试结果表明：以吡啶为前驱体很难有效地引入较高含量的氮原子;以吡咯为前驱体时能够一定程度地增加氮原子的掺杂量,但对石墨烯表面氧物种含量的调控并不明显,对石墨烯催化活性的改善比较有限;尿素分子具有一定的还原性,在水热过程中能与石墨烯表面的氧官能团发生化学反应。尿素前驱体不仅能作为氮源被引入到石墨烯的结构中,而且能有效提升石墨烯整体式催化剂中活性氧物种的数量,进而显著改善了石墨烯整体式催化剂的性能,使丙烷转化率和丙烯产率明显提高。这一优化策略对杂原子调控石墨烯整体式材料的催化性能和构效关系研究以及新型高效碳基整体式催化剂的设计制备具有指导意义。     

CrOx/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。     

纳米氧化铝的制备及其在催化领域的应用

工业催化剂载体中氧化铝应用最为广泛。纳米氧化铝具有独特的晶体结构及表面特性,其催化活性和选择性大大高于传统的氧化铝催化剂,因而备受关注。综述了纳米氧化铝的制备及在催化领域的应用,指出了当前研究中存在的问题,如研究主要停留在探索实验阶段,纳米氧化铝不易造粒,易于固聚、高温气流中活性降低,这些正是今后研究的主要方向。     

喷雾分散-油柱成型法制备微球形氧化铝及其蒽醌加氢性能

以铝溶胶为原料,采用喷雾分散-油柱成型法制备系列微球形氧化铝载体,考察焙烧温度对载体结构的影响。结果表明,采用该方法制备的微球形氧化铝具有球形度高、表面光滑和抗磨损性能高的特点。以(45～75)μm微球形氧化铝颗粒为载体,制备负载型Pd催化剂,并应用于流化床蒽醌加氢反应,催化剂评价结果表明,催化剂氢化效率11.8 g·L^(-1),选择性大于97.5%,过氧化氢生产能力比工业用催化剂提高近6倍。     

碱金属离子对丙烷脱氢催化剂中活性组分与载体间作用的影响

用程序升温还原（TPR）研究了添加Li^ 、Na^ 、K^ 等碱金属离子对丙烷脱氢催化剂中活性组分与载体间作用的影响。结果表明，Li^ Na^ 的引入对Sn-Al2O3之间的作用影响很小，而K^ 引入很大程度地削弱了PtSn/Al2O3催化剂中Sn组分与载体之间的相互作用，使得锡离子容易还原成金属态的Sn，易形成PtSn合金，使催化剂中毒。     

Material properties and operating configurations of membrane reactors for propane dehydrogenation

A modeling‐based approach is presented to understand physically realistic and technologically interesting material properties and operating configurations of packed‐bed membrane reactors (PBMRs) for propane dehydrogenation (PDH). PBMRs composed of microporous or mesoporous membranes combined with a PDH catalyst are considered. The influence of reaction and membrane transport parameters, as well as operating parameters such as sweep flow and catalyst placement, are investigated to determine desired “operating windows” for isothermal and nonisothermal operation. Higher Damköhler (Da) and lower Péclet (Pe) numbers are generally helpful, but are much more beneficial with highly H₂‐selective membranes rather than higher‐flux, lower‐selectivity membranes. H₂‐selective membranes show a plateau region of conversion that can be overcome by a large sweep flow or countercurrent operation. The latter shows a complex trade‐off between kinetics and permeation, and is effective only in a limited window. H₂‐selective PBMRs will greatly benefit from the fabrication of thin (～1 µm or less) membranes. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 922–935, 2015     

氧化铝载体改性及其应用研究进展

氧化铝不仅价格低廉、易获取,且具有多孔性、大比表面积、高分散性、高热稳定性等优点,常用作催化剂载体,广泛应用于工业催化领域。氧化铝的孔结构对工业催化剂性能影响很大。为优化氧化铝载体的性能,对氧化铝的扩孔和添加助剂改性已进行了大量研究。扩孔改性可降低扩散阻力并改善传质、提高活性位点的有效利用率、增强抗结焦性能,进而提高加氢催化的产率;添加助剂改性可有效抑制氧化铝载体高温烧结和相变,防止孔结构被破坏,提高催化剂的寿命。本工作介绍了制备氧化铝的方法?拟薄水铝石脱水法和溶胶?凝胶法,综述了氧化铝的扩孔方法,总结了改性氧化铝载体的最新研究进展,包括自组装法、水热处理法、扩孔剂法;阐述了氧化铝添加助剂的改性方法,包括加入稀土金属氧化物、碱(土)金属氧化物、其它金属氧化物及非金属氧化物。最后,展望了氧化铝未来的研究和发展方向。     

肼分解用块状Al2O3载体的研制

利用pH摆动沉淀法由铝盐与氨水反应, 加入高聚物作扩孔剂，球磨，烘干并加入助熔剂后，进行压制成型和焙烧，制备出大孔径、宽分布和侧压强度大的块状载体Al₂O₃，其比表面积约（50～70 ）m²·g^-1，平均孔径4.6 μm，孔隙率可达49.5％，孔容不小于1.8 mL·g^-1，轴向抗压碎强度(90～118) N·cm^-2，侧压强度(40～60) N·cm^-1。由块状载体制备出肼类分解催化剂。