用于丙烷脫氫反應(yīng)的鉻催化劑的制備及其改性研究.pdf

1、目前，CrOx和Pt系催化劑是丙烷催化脫氫常用的兩種催化劑。鉻系催化劑因其良好的催化性能以及價(jià)格優(yōu)勢(shì)受到廣泛的關(guān)注。本文采用兩種制備方法制備了Cr系催化劑，在浸漬法的基礎(chǔ)上，對(duì)催化劑添加助劑進(jìn)行改性研究。
　　首先以酒精共沉淀法制備了不同含量的Cr/Al2O3催化劑(Co-Cr/Al)。通過(guò)各種表征方法，分析Cr/Al2O3催化劑的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性。通過(guò)對(duì)比評(píng)價(jià)，確定了最佳的鉻含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酒精共沉淀法制備的Cr/Al2O3

2、催化劑具有活性氧化鋁的XRD特征峰，比表面積較大，活性組分和載體之間存在相互作用。隨著各含量的變化，催化劑表面上Cr6+/Cr3+的比值在不斷減少，當(dāng)鉻含量在7.5％時(shí)，Cr6+/Cr3+的比值為0.83。另外確定了最佳的鉻含量為7.5％，其對(duì)應(yīng)的丙烷轉(zhuǎn)化率為62％，丙烯選擇性為91％。但是，酒精共沉淀法實(shí)驗(yàn)重復(fù)性比較差，制備過(guò)程中影響因素較多，易造成藥品浪費(fèi)，污染環(huán)境。
　　其次，用浸漬法制備Cr/Al催化劑(Im-Cr/Al)

3、并研究了最佳浸漬量，以及最佳老化溫度，并將兩種方法制備的催化劑進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:其最佳浸漬量為5％，5.0Cr/Al催化劑的丙烷轉(zhuǎn)化率為43％，丙烯選擇性為94～95％。最佳的老化溫度為25℃，和Co-Cr/Al催化劑相比，Im-Cr/Al催化劑的表面酸性位點(diǎn)，尤其是堿性位點(diǎn)都比較少，活性組分和載體之間的結(jié)合力較弱，催化劑表面上的易形成聚合態(tài)的鉻物系，這些都有利于催化劑催化活性的提高。但Co-Cr/Al催化劑比表面積較大，其表面上

4、有更多的有利于丙烷脫氫的鉻活性位點(diǎn)，因此有較高的催化活性。盡管如此，浸漬法實(shí)驗(yàn)重復(fù)性比較好，有利于研究催化劑活性組分的催化機(jī)理，因此決定在后續(xù)的研究中采用浸漬法制備催化劑。
　　最后對(duì)Im-Cr/Al催化劑進(jìn)行改性研究，希望通過(guò)助劑的添加，在同等或者降低鉻含量的基礎(chǔ)可以提高催化劑的催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在添加的Ca、Mo、La、Fe、Zn、Y、Cu、NiSn等助劑中，Ni助劑對(duì)Cr/Al催化劑催化性能影響最大。經(jīng)過(guò)表征，Ni的添