釩基催化劑在丙烷氧化脫氫反應(yīng)中的活性位研究.pdf

1、低碳烷烴氧化脫氫制烯烴是天然氣利用的重要途徑，金屬氧化物催化劑在該反應(yīng)中顯示了良好的催化性能，其中釩基催化劑最為重要。擔(dān)載型氧化釩催化劑表面可以形成不同的表面物種，如獨(dú)立的，聚合的或晶相的結(jié)構(gòu)，而第二種金屬的加入可以形成新的表面物種，從而進(jìn)一步提高催化劑的活性或選擇性。 拉曼光譜是表征金屬氧化物催化劑結(jié)構(gòu)的重要工具。傳統(tǒng)拉曼一般采用可見激光作為激發(fā)光源，紫外拉曼是光譜表征的新進(jìn)展，以前的研究表明，由于避開熒光干擾和共振效應(yīng)，紫外

2、拉曼可以得到一些新結(jié)果。 本論文主要采用紫外-可見拉曼光譜，并結(jié)合其它表征手段考察了單組元、雙組元和三組元釩基催化劑的結(jié)構(gòu)及其在丙烷氧化脫氫反應(yīng)中的活性位。研究結(jié)果表明，V2O5/γ-Al2O3催化劑在擔(dān)載量為0.5-15％之間形成了二維的聚合釩物種，擔(dān)載量20％以上出現(xiàn)了晶相V2O5。二維的聚合釩物種對(duì)丙烯的生成更加有利。V2O5-MoO3催化劑在單層以下形成了二聚的鉬和釩物種，擔(dān)載量為30％時(shí)，隨釩鉬配比的不同，催化劑表面開

3、始出現(xiàn)晶相Al2(MoO4)3、AIVMoO7和AlV3O9以及晶相的MoO3和V2O5。通過原位拉曼表征和TPR等手段對(duì)Mo:V＝1的催化劑進(jìn)行研究，結(jié)果表明與二維表面聚和物種相比，晶相結(jié)構(gòu)的丙烷還原速率更慢，對(duì)生成丙烯的選擇性更好。AlVMoO7的橋氧鍵比Al2(MoO4)3的端基氧鍵更容易被還原，而還原后的端基氧比橋氧更容易被重新氧化。添加了Mg元素，改變了催化劑表面的結(jié)構(gòu)，隨著添加Mg元素的量的增多，催化劑表面逐漸形成晶相Mg2