丙烷選擇氧化TeMo-,5-O-,16-催化劑及其摻雜研究.pdf

1、我國的天然氣資源豐富，來源廣泛。丙烷是天然氣中所含低碳烷烴的重要組分，催化選擇氧化丙烷這一課題具有工業(yè)應用和理論研究的雙重價值。但由于丙烷的穩(wěn)定性和丙烯醛的活潑性，該反應對催化劑的要求苛刻，有關的研究并未取得重大的突破。因此，對該反應的應用基礎研究，特別是催化作用的研究顯得極為迫切。Mo—Te—O催化劑體系是這一反應的高效催化劑，但研究主要集中于M1和M2相，正交TeMo5O16相和單斜TeMo5O16相在丙烷選擇氧化反應中的應用幾乎沒

2、有得到研究。
　　 丙烷氧化活化反應中，正交TeMo5O16相和單斜TeMo5O16相催化劑基于Mars van Krevelen機理，催化劑表面的多金屬多功能活性中心和體相的氧物種流動能力對催化反應有重要影響。而過渡金屬元素固溶進入催化劑可以極大的改變催化劑表面和體相的性質。為了研究單斜/正交TeMo5O16相作為丙烷活化催化劑的作用和性質，同時篩選優(yōu)秀催化劑，在催化劑中摻雜過渡金屬元素，進行評價和表征。
　　 第一章

3、介紹了丙烷選擇氧化制丙烯醛反應的意義及相關研究工作。介紹包括這一反應的理論和經濟價值；當前的主要催化劑體系的研究進展；催化反應機理；影響催化反應的條件及催化劑要素；并且闡述了本論文的立題依據和研究方向。
　　 第二章介紹了具體的實驗條件和表征方法。內容包括催化劑的制備方法、催化劑的評價條件和評價數據處理、催化劑的表征方法和表征數據的處理以及一些裝置的介紹圖示。
　　 第三章研究了正交TeMo5O16相催化劑及其摻雜在丙烷

4、選擇氧化制丙烯醛中的應用。詳細研究了催化劑在未摻雜和摻雜不同量V、Cr、W元素的情況下的催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性，并且用CH3OH—TPSR、 Raman、XPS、XRD、H2—TPR和O2—TG等多種表征手段研究了催化劑表面和體相的性質。通過分析表征結果，揭示催化劑結構和性能之間的構效關系。研究發(fā)現正交TeMo5O16相經過適度摻雜可以成為丙烷選擇氧化制丙烯醛的優(yōu)良催化劑。
　　 第四章用類似思路和方法研究了未摻雜和摻雜不

5、同量V、Cr、W元素單斜TeMo5O16相催化劑，同時著重研究了催化劑在不同溫度下的催化性能。研究發(fā)現過渡金屬摻雜可以改善單斜TeMo5O16相催化劑的性能。
　　 本論文主要成果是篩選得到了丙烷選擇制丙烯醛一些較優(yōu)催化劑，丙烯醛最高得率可達20％，在相關研究中處于領先水平。同時，研究揭示了TeMo5O16催化劑表面和體相結構、氧化還原能力和催化氧化丙烷的能力之間的關系，初步論證了正交相TeMo5O16的相結構在該反應中的催化作