介孔材料負載的CrO-,x-催化劑的制備、表征及其對異丁烷氧化脫氫反應的催化性能研究.pdf

1、本文合成了具有介孔結構的SBA-15分子篩、蟲孔狀介孔Ce<,0.6>Zr<,0.35>Y<,0.05>O<,2>固溶體(CZY)和蟲孔狀多孔MgO，并負載CrO<,x>而制得CrO<,x>/S(S=SBA-15，CZY)催化劑；利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、X射線光電子能譜(XPS)、激光拉曼(Raman)、程序升溫還原(TPR)以及N<,2>吸附-脫附等技術表

2、征了其物化性質，并考察了其對異丁烷氧化脫氫反應的催化性能。得到如下結果： 1．以P123為模板劑合成具有規(guī)整介孔結構的無定型SBA-15分子篩，比表面積為787 m<'2>/g，平均孔徑為7.0 nm。表面形貌為層狀鏈式結構，含有大量兩端開口的規(guī)整六角相圓柱形孔道。 2．分別采用CTAB模板法、CTAB-EG模板法和CTAB-EG-NaCl法制備出蟲孔狀介孔立方晶相的Ce<,0.6>Zr<,0.35>Y<,0.05>O<

3、,2>固溶體，平均孔徑分別為7.1 nm、6.1 nm和5.3 nm，比表面積分別為95 m<'2>/g、103 m<'2>/g和119 m<'2>/g，孔容均在0.16～0.18cm<'3>/g范圍內。CTAB-EG-NaCl法中引入NaCl可避免因高溫灼燒而導致孔塌陷的缺點，從而有利于在高溫度下保持CZY的多孔結構。 3．采用無孔氧化鎂為原料，以P123為模板劑，在水熱條件下通過“分解--重結晶”過程成功制得具有較規(guī)整孔結構

4、的長方體和六棱柱狀立方單晶多孔氧化鎂粒子。在240℃水熱處理72 h后所得多孔氧化鎂的比表面積高達298 m<'2>/g，平均孔徑為7.6 nm，孔容為0.45 cm<'3>/g。P123模板劑在制備過程中起到了控制粒子形貌及孔道結構的作用。 4．Y CrO<,x>/SBA-15催化劑(y wt％=1、2、4、6、8、10、12)具有較高的丁烯選擇性和丁烯得率。當反應溫度為540 ℃，空速為30000 mL/g h，烷氧比為1/

5、2時，在10 wt％CrO<,2>/SBA-15催化劑上異丁烷轉化率為14％、丁烯選擇性為79％和丁烯得率為11％。CrO<,x>/SBA-15催化劑較高的催化活性得益于其表面高度分散的多鉻酸鹽和CrO<,3>物種、良好的氧化還原能力以及因粒子表面形貌改變而形成的三維孔道結構。 5．Y CrO<,x>/CZY催化劑(y wt％=2、4、6、8、10)具有極高的丁烯選擇性和較高的丁烯得率。在空速為30000 mL/g h和烷氧比為