MoO3催化劑的合成及其甲醇選擇性氧化制甲醛性能.pdf

1、許二崗：M003催化劑的合成及其甲醇選擇性氧化制甲醛性能I摘要M003由于獨特的結(jié)構(gòu)和特殊的理化性質(zhì)，使其廣泛應(yīng)用于氣體傳感器、顯示材料、光致變色和電致變色材料以及催化劑等。M003作為甲醇選擇性氧化制備甲醛的催化劑，主要以熱力學(xué)穩(wěn)定的Q相存在。與熱力學(xué)穩(wěn)定的aM003相比，亞穩(wěn)態(tài)hM003和13M003的制備方法和催化性能研究較少。因此，對體相亞穩(wěn)態(tài)M003的制備方法及催化活性研究具有重要價值。本文采用水熱合成法制備了體相hM003和

2、[jM003催化劑，采用共沉淀的方法制備了FeMoO、FeMoCeO和FeMoCoO催化劑，通過甲醇選擇性氧化制甲醛反應(yīng)對其催化性能進行評價。一、體相hM003催化劑的合成和催化活性考察本文以鉬酸為原料，采用水熱合成和焙燒后處理的方法制備了體相hM003，考察了不同水熱合成溫度、不同的焙燒溫度對催化劑形貌和物相的影響，選擇最佳的合成條件。采用XRD、SEM、Raman、FTIR、XPS和H2TPR進行表征，并將催化劑用于甲醇氧化制甲醛反

3、應(yīng)中評價其活性。結(jié)果表明，在水熱合成溫度為60～120“C，焙燒溫度為150～350℃的條件下，得到了純凈的六方相M003，六方相M003呈六棱柱形，其直徑為1109rn、長徑比為5～10。在水熱溫度和焙燒溫度較低時，催化劑的活性較好，甲醇的轉(zhuǎn)化率為207％，目標(biāo)產(chǎn)物甲醛的選擇性可以達到657％。二、體相爭M003催化劑的合成和催化活性考察本文以鉬酸為原料，采用水熱合成和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀快速蒸發(fā)的方法制備了體相pM003，考察了硝酸滴加量和焙

4、燒溫度對合成催化劑的物相的影響。通過XRD、SEM、Raman、XPS、NH≈TPD和DSC方法對催化劑進行表征。結(jié)果表明，在HN03／Mo的摩爾比約為18，焙燒溫度為3104C的條件下可以得到純凈的體相13M003，產(chǎn)品呈塊狀結(jié)構(gòu)，在428“C時會轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)穩(wěn)定的aM003，且在450。C附近存在一個強酸性位。活性最高時甲醇的轉(zhuǎn)化率為33％左右，選擇性在98％左右。三、FeMoO、FeMoCeO和Fe—MoCoO催化劑的制備和催化活

5、性考察本文以鉬酸銨、硝酸鐵、硝酸鈰和硝酸鈷為原料，采用共沉淀的方法制各了不同Mo和Fe原子比的FeMoO催化劑，然后分別加入Ce和Co制備了FeMoCeO和FeMoCoO催化劑，其中Mo：Fe：Ce和Mo：Fe：Co的原子比均為22：1：01。研究通過XRD、SEM、H2TPR、NH3TPD和BJH進行表征，發(fā)現(xiàn)Mo和Fe原子比為153時，制備的催許二崗：M003催化劑的合成及其甲醇選擇性氧化制甲醛性能AbstractI嘲0㈣933炒2

6、Y29一M003wasconsideredapromisingmaterialforvariousindustrialapplicationssuchassensors，displaymaterials，photochromic，electrochromicandcatalystsduetoitsuniquestructure，physicalandchemicalpropertiesTheM003catalystsplayallimp

7、ortantroleformethanolselectiveoxidationtoformaldehydeCompared、析也orthorhombicM003fewliteraturesreportedthecatalyticperformancesofthemetastableM003Therefore，itisimportanttoprobethesynthsisofthemetastableM003catalystsandthe

8、ircatalyticperformancesThemetastablehM003andpM003weresuccessfullysynthesizedusingmolybdicacidasprecursorviaafacilehydrothermaltreatmentfollowedbycalcinationTheFeMo。O、FeMoCeOandFeMoCoOweresynthesizedbycoprecipitationmetho

9、dThecatalyticperformancesofthecatalystswerestudiedbyselectiveoxidationofmethanoltoformaldehyde1SynthesisandcatalyticperformacesofbulkhM003catalystMetastablehexagonalmolybdenumtrioxidewassuccessfullysynthesizedusingmolybd

10、icacidasprecursorviaafacilehydrothermaltreatmentfollowedbycalcinationTheeffectofthehydrothermaltreatmenttemperatureandcalcinationtemperatureonmorphologiesandphasesofthecatalystswerestudiedTheproductswerecharacterizedbyXr

11、aydiffraction(XRD)scanningelectronmicroscopy(SEM)，F(xiàn)ouriertransforminfraredspectroscopy(F■IR)，RalllanspectroscopyandXrayphotoelectronspectroscopy(XPS)TheresultsshowthatthepurehexagonalM003catalystsCanbeobtainedatahydrothe

12、rmaltreatmenttemperatureof60～120。Candacalcinationtemperatureof150350“C，respectivelyandthehM003presentsamorphologyofhexagonalwithadiameterfrom1to10micrometerThesynthesizedhM003catalystsexhibitedreactivityformethanoloxidat

13、iontoformaldehydeTheconversionofmethanolWas207％，andtheselectivityofformaldehydewas657％2Synthesisandcatalyticactivityresearchofthebulk[jM003catalystMetastablemonoclinicmolybdenumtrioxideWassuccessfullysynthesizedusingmoly

14、bdicacidasprecursorbyahydrothermalsynthesisfollowedbycalcinationThenitricacidhasanimportanteffectonthephasesofthecatalystTheproductswerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，F(xiàn)ouriertransfor