丙烷选择氧化制丙烯醛及乙烷氧化脱氢非负载及负载型Mo-V-Te-Nb-O催化剂的研究

摘要

本研究中，制备并考察了一系列非负载和负载型Mo-V-Te(Sb)-Nb-O催化剂丙烷选择氧化(PSO)制丙烯醛(ACR)和丙烯酸及乙烷氧化脱氢(ODHE)催化性能，主要的研究结果如下： 在PSO制ACR反应中，在Mo1.3Te0.3V0.3Ox/MCM41(3mo1％(Mo+V+Te)/Si)催化剂上，在反应温度560℃、C3H8/O2/N2=0.4/1/4、GHSV1200h-1反应条件下，获得最佳的ACR收率(15.6％)。在这一反应中，对PSO制ACR起作用的两个反应机理同时存在，即氧化还原反应机理和气相反应机理： 1.丙烷在含V或Mo混合金属氧化物上通过氧化还原反应机理形成丙烯或在催化剂表面通过气相反应形成丙烯。 2.然后，丙烯在含Te的氧化物或混合氧化物上通过氧化还原反应机理或在催化剂表面通过气相反应形成ACR。 另外，在MoTeVOx催化剂中加入Nb，降低了ACR选择性，深度氧化的产物COx显著增加。PSO制ACR的有效活性成分应是几种氧化物的混合，如高分散的Mo/Te-O物种，Mo-Te，V-Te，Mo-V-Te复合金属氧化物等，通过它们的协同效应发挥其催化作用。催化剂表面弱的Lewis表面酸性和弱酸密度有利于ACR的形成。 在ODHE反应中，反应温度为713K、反应气体的流速GHSV(h-1)为600的条件下，氮气氛下873K焙烧的Mo1V0.3Te0.2Nb0.1Ox催化剂表现出最佳的ODHE性能，获得大约87％乙烷转化率和89％乙烯选择性。Te2M20O57(M=Mo，VorNb)是活跃乙烷的最佳活性相，并表现出最佳的乙烯选择性；虽然Te0.33MO3.33(M=Mo，VorNb)和MoxM1-xO2.8(M=VorNb)等是活跃乙烷的活性相，但是它们表现出相对较差的催化活性和较低的乙烯选择性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1.PSO制ACR和AA的研究背景

1.2.PSO制ACR和AA研究进展

1.3.PSO制ACR和AA的研究目的和思路

1.4.ODHE的研究背景

1.5.ODHE的研究进展

1.6.ODHE的研究思路

参考文献

第二章实验部分

2.1.催化剂的制备

2.2.催化剂的反应性能评价

2.3.催化剂的表征

参考文献

第三章非负载和负载型Mo-V-Te-Nb-O催化剂PSO制ACR性能

3.1.结果和讨论

3.1.1.Mo-V-Te-Nb-O催化剂中Te和Nb的影响

3.1.2.载体对负载型催化剂PSO制ACR性能的影响

3.1.3.反应条件对催化剂PSO制ACR性能的影响

3.2.本章小结

参考文献

第四章Mo1.3 Te0.3V0.3 Ox/MCM41(SiO2)催化剂上PSO制ACR性能及反应机理研究

4.1.结果和讨论

4.2.本章小结

参考文献

第五章Mo-V-Te(Sb)-Nb-O催化剂ODHE性能

5.1.结果和讨论

5.2.本章小结

参考文献

致谢