甲烷氧化偶聯(lián)陶瓷基整體式催化劑的制備及反應(yīng)性能的研究.pdf

1、甲烷氧化偶聯(lián)制低碳烴是天然氣綜合利用研究的一個重要發(fā)展方向，它可在未來石油資源短缺時提供乙烯等重要的化工原料。整體式催化劑是一種新型的催化劑，引起了人們極大的關(guān)注，而陶瓷基整體式催化劑作為其中一種，具有床層的壓降低，反應(yīng)器徑向和軸向的溫度梯度小等優(yōu)點。因此將陶瓷基基催化劑用于甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)，研究甲烷氧化偶聯(lián)陶瓷基催化劑對今后的工業(yè)反應(yīng)放大具有較大的參考價值。 本文以市售的堇青石（400cell/inh2）為基體，以Na2WO4

2、、Mn和M（Ce、La、Sr、Bi等金屬助劑）為活性組分，溶入酸性硅溶膠，制成M-W-Mn/硅溶膠活性漿料，采用涂覆法制備了一系列M-W-Mn/硅溶膠/堇青石陶瓷基整體式催化劑。在微型固定床反應(yīng)器中對催化劑的甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)性能進(jìn)行了評價，考察了陶瓷基整體式催化劑的制備工藝，以及反應(yīng)條件對催化劑催化性能的影響，同時采用XRD、TPR分析手段對催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 評價結(jié)果表明，多組分的M-W-Mn/硅溶膠/堇青石催化劑活性優(yōu)

3、于單組分的W或Mn/硅溶膠/堇青石催化劑。Ce-W-Mn/硅溶膠/堇青石陶瓷基整體式催化劑具有較好的甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)性能，其中4%Ce-5%Na2WO4-2%Mn/硅溶膠/堇青石催化劑的活性相對較好，其甲烷轉(zhuǎn)化率為31．9%，C2烴選擇性為50．1%，CO的選擇性為23．0%． 結(jié)構(gòu)研究表明，催化劑存在著Na2WO4、Mn2O3和CeO2等物相；不同的過渡金屬添加能夠不同程度的改變催化劑中各個組分與載體之間的相互作用，從而影響催