丙烷脱氢制丙烯催化剂研究的进展

丙烯是化工行业重要的基础原料,受丙烯下游产品的拉动,国内外对丙烯的需求量逐年递增。丙烯主要来源于石油的催化裂解,但石油资源的日益匮乏无法满足全球对丙烯的需求,因此研究丙烷脱氢制丙烯工艺具有重大的实际意义。笔者综述了丙烷通过直接脱氢、氧气或二氧化碳氧化脱氢等方法制丙烯的反应热力学、反应机理及常用催化剂体系,论述了各种催化剂的作用机制、催化剂表面的活性物种和性质,评价了它们的丙烷脱氢反应性能,并展望了丙烷脱氢制丙烯的发展方向。     

赤泥在催化工业领域中的应用

赤泥是炼铝工业中产生的固体废渣,含有大量的碱金属和过渡金属,具有强碱性和放射性,对自然环境有很大危害。对赤泥进行处理和合理利用是目前氧化铝工业面临的巨大挑战,也是研究的热点。将赤泥应用到催化工业体系不仅能解决赤泥的污染问题,同时还能降低催化剂的制备成本。赤泥中含有大量的金属氧化物（Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂等）,且具有较高的比表面积、抗烧结能力、抗中毒性以及低廉的价格,可以作为催化剂和催化剂载体应用到多种非均相催化反应体系,如：废水净化、废气净化、催化裂解、催化加氢、生物燃料合成、催化脱氯脱硫等。详细讨论了赤泥在催化剂和催化剂载体中的应用,并对赤泥催化剂体系的发展方向进行了展望。     

丙烷直接脱氢制丙烯催化剂的研究进展

由于能源结构的转变,丙烯的产量愈发无法满足市场需求,丙烷直接脱氢技术成为生产丙烯的主要手段之一。传统的丙烷脱氢催化剂是CrOx和Pt基催化剂,尽管它们的脱氢活性高,但CrOx基催化剂对环境不友好,而Pt基催化剂的价格昂贵,并且两者都易结焦失活。因此在改进和提升传统催化剂性能的同时,开发高活性、高选择性和高稳定性的新型丙烷脱氢催化剂是近年来的热点。许多廉价金属和非金属催化剂作为新型丙烷脱氢催化剂被广泛开发,包括VOx、Zn、Co、Sn、Ga、ZrO2、Fe以及碳材料等。该文总结了传统丙烷脱氢催化剂特点和研究现状,并综述了新型脱氢催化剂的性质特点。通过对不同催化剂体系的详细讨论,为未来丙烷直接脱氢制丙烯催化剂的设计提供了思路和指导。     

S-1分子筛羟基窝锚定钴用于丙烷脱氢制丙烯

以全硅MFI分子筛（S-1）为载体，采用简单的浸渍法制备了不同钴（Co）含量的Co/S-1催化剂并应用于丙烷脱氢反应。利用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等技术对Co/S-1进行表征。结果表明，Co负载在S-1载体上并与S-1的Si—OH反应生成单位点Co物种和超小的Co纳米团簇，这些物种是丙烷脱氢的主要活性中心。Co的负载量对丙烷脱氢影响很大，当负载量较低时，活性Co物种较少，丙烷脱氢性能较差；当负载量较高时，Co物种会团聚成大颗粒不利于丙烷脱氢反应。通过优化制备条件，发现当Co负载量为1%（质量分数）时，Co/S-1的丙烷脱氢性能最优，循环使用5次后丙烷转化率、丙烯选择性和丙烯产率均未出现明显的下降。