丙烯（氨）氧化原位漫反射紅外光譜研究.pdf

1、烴類的選擇(氨)氧化是重要的工業(yè)反應(yīng)，在這類反應(yīng)中，目的產(chǎn)物往往是(氨)氧化中間產(chǎn)物，過多的副反應(yīng)將不利于產(chǎn)物在后序處理中的分離和精制，特別是熱力學(xué)上最有利的深度氧化反應(yīng)，既加重了環(huán)境的污染，又浪費了原料，因此研究此反應(yīng)體系具有重要的工業(yè)意義和經(jīng)濟效益。原位漫反射紅外是近年來發(fā)展起來的研究催化劑表面反應(yīng)作用機理的實驗技術(shù)，本論文利用此實驗技術(shù)對丙烯氧化和丙烯氨氧化這一復(fù)雜體系的反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了研究。 首先在確定自建的原位漫反射紅外

2、實驗裝置的分辨率、掃描次數(shù)、催化劑粒徑和氣速等參數(shù)的較佳操作值的基礎(chǔ)上，動態(tài)考察了丙烯氧化的催化劑表面反應(yīng)和氣相反應(yīng)行為。結(jié)果表明：催化劑表面的選擇氧化能夠有效抑制深度產(chǎn)物CO2、CO的生成量，選擇氧化的活性中心是催化劑表面的晶格氧。催化劑表面的丙烯氧化反應(yīng)有多種反應(yīng)路徑，實驗中檢測到的中間產(chǎn)物主要有：(i)π-allylic絡(luò)合物；(ii)丙烯與催化劑表面的Bronsted酸位作用形成的烯丙醇物種；(iii)異丙醇中間物種。

3、在丙烯氨氧化反應(yīng)中，氨的吸附主要有三種形式：(1)氫鍵結(jié)構(gòu)：NH…O2-，氨與表面的氧負(fù)離子或者表面羥基基團形成氫鍵；(2)N原子與表面羥基形成的氫鍵；(3)與催化劑表面的陽離子(即表面Lewis位)形成共價結(jié)構(gòu)。另外，也會發(fā)生完全的質(zhì)子轉(zhuǎn)移而形成NH4+或者氨吸附分解生成表面NH2基團和表面羥基基團。當(dāng)其他物種與氨共吸附時，會改變化學(xué)吸附的氨物種的性質(zhì)。丙烯氨氧化反應(yīng)的原位漫發(fā)射研究的最佳反應(yīng)溫度是400℃，在此溫度下最有利于中間產(chǎn)物