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

1、本文合成了具有介孔結(jié)構(gòu)的SBA-15分子篩、蟲(chóng)孔狀介孔Ce<,0.6>Zr<,0.35>Y<,0.05>O<,2>固溶體(CZY)和蟲(chóng)孔狀多孔MgO，并負(fù)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(shù)表

2、征了其物化性質(zhì)，并考察了其對(duì)異丁烷氧化脫氫反應(yīng)的催化性能。得到如下結(jié)果： 1．以P123為模板劑合成具有規(guī)整介孔結(jié)構(gòu)的無(wú)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?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，含有大量?jī)啥碎_(kāi)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(chóng)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(nèi)。CTAB-EG-NaCl法中引入NaCl可避免因高溫灼燒而導(dǎo)致孔塌陷的缺點(diǎn)，從而有利于在高溫度下保持CZY的多孔結(jié)構(gòu)。 3．采用無(wú)孔氧化鎂為原料，以P123為模板劑，在水熱條件下通過(guò)“分解--重結(jié)晶”過(guò)程成功制得具有較規(guī)整孔結(jié)構(gòu)

4、的長(zhǎng)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(dá)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(guò)程中起到了控制粒子形貌及孔道結(jié)構(gòu)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(dāng)反應(yīng)溫度為540 ℃，空速為30000 mL/g h，烷氧比為1/

5、2時(shí)，在10 wt％CrO<,2>/SBA-15催化劑上異丁烷轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)。 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