環(huán)己烷氣固相催化氧化制取順酐及醋酸的固體催化劑研究.pdf

1、摘要本文主要通過沉淀法、共沉淀法和浸漬法制備了不同的催化劑前驅(qū)體，采用不同的活化方法，得到了不同類型的固體催化劑。以氣態(tài)環(huán)己烷催化氧化制順丁烯二酸酐和醋酸為目標(biāo)反應(yīng)，對各種催化劑進行了性能考察。催化反應(yīng)在常壓微型固定床反應(yīng)器中進行，氧源來自氮、氧混合氣，氣態(tài)環(huán)己烷由氮氣帶入反應(yīng)器。實驗發(fā)現(xiàn)，在不同的催化劑上，雖然環(huán)己烷都主要轉(zhuǎn)化為順丁烯二酸酐和醋酸，但是環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物順酐及醋酸的選擇性的大小均有很大的差異。實驗表明不同晶相的V P

2、 O 催化劑中以結(jié)晶度較高的( v 0 ) 2 P 2 0 7 相催化劑表現(xiàn)出很高的選擇性；主體晶相同為( v o ) 2 1 ' 2 0 7 的催化劑，因催化荊前驅(qū)體的制各方法及活化條件不同，催化性能相差懸殊；添加鈰鋯復(fù)合氧化物能有效地改善( V O ) 2 P z 0 7催化劑的催化性能：采用浸漬法添加適量的鉬組份能有效地改善( V O ) 2 P 2 0 ，催化劑的催化性能，而采用共沉淀法添加鉬組份卻顯著地降低了( V O

3、 ) 2 P 2 0 7 催化劑的催化性能；不同的載體和磷釩比都對催化劑的催化性能產(chǎn)生了顯然不同的影響。通過改變反應(yīng)溫度、空速、原料氣中的氧含量和環(huán)己烷濃度等條件，對不同催化劑的催化性能進行了評價，結(jié)果表明：不同類型的催化劑，為了達到各自的晟佳催化性能，必需滿足各自不同的最適反應(yīng)條件。根據(jù)不同反應(yīng)條件下的實驗結(jié)果，結(jié)合X R D 譜、瓜譜和釩平均價態(tài)數(shù)，對導(dǎo)致不同結(jié)果的原因進行了探討，我們認為良好的環(huán)己烷選擇性部分氧化制取順酐及醋酸的固

4、體催化劑，需擁有適宜的V ”，v I ”比、v J ”以結(jié)晶良好的( V 0 ) 2 P 2 0 7 形態(tài)存在，以便有效地穩(wěn)定釩的價態(tài)，從而構(gòu)成有效的v l v ．V ”．v Ⅳ循環(huán)。最后擬定了催化反應(yīng)進行的可能性機理，并對其作出了初步解釋。關(guān)鍵詞：氣態(tài)環(huán)己烷：固體催化劑；催化部分氧化；X R D ；I R ；反應(yīng)機理K e y w o r d s ： g a s ··c y c l o h e x a n e ；s