钒/钦复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢 |
| 来源： 作者： 点击： |
摘要:采用改进的酸催化溶胶一凝胶法制备了以TiO:为基体的钦基复合氧化物催化剂，并将该催化剂用于低温下二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应.采用X射线衍射、表面物理吸附、X射线光电子能谱和热重一质谱等分析手段对反应前后的催化剂进行表征.结果表明，催化剂在一定反应条件下具有较好的催化活性.催化剂失活原因主要是反应过程中产生了积炭和高价钒被还原成低价钒.反应过程中产生的积炭可以通过空气氧化消除，再生后的催化剂其活性基本上能得到恢复.
关键词:二氧化钦;钒催化剂;乙苯;二氧化碳;氧化脱氢;苯乙烯
与单 一 组 分基体材料相比，添加活性金属后的复合氧化物表现出不同的表面积、表面酸碱性、热力学和机械性能[‘].在众多的无机氧化物载体中[2l
二氧化钦由于具有特殊的光学、化学和机械性能，在多相催化领域中得到了广泛的应用.二氧化钦存在三种晶相，即锐钦矿、金红石和板钦矿.研究发现，含二氧化钦的催化剂其催化性能与二氧化钦的晶相有直接关系.另外，晶粒的大小决定催化剂的比表面积，并且影响催化剂的晶格缺陷，因此在制备二氧化钦过程中有效控制其晶粒大小及晶格缺陷尤为重要.目前已发展了多种方法来制备复合氧化物催化剂，其中由溶胶一凝胶法制备的复合氧化物具有组成均匀、纯度高、粒度小且孔分布窄等优点[3-51.利用溶胶一凝胶法制备二氧化钦，可以通过调变催化剂的组成及焙烧温度等方式，使体系的结构和性质发生较大改变，并使Tiq基复合氧化物催化剂具有独特的催化性质[6]
本文 在 前 期研究工作的基础上[7,8]，采用改进的酸催化溶胶一凝胶法制备了以二氧化钦为基体，金属钒为活性组分的钦基复合氧化物催化剂，并将合
成的催化剂用于低温下二氧化碳气氛中乙苯(EB)氧化脱氢制备苯乙烯(ST)的反应，考察了催化剂的催化活性与物化性质的关系.
1 实验部分
1.1 催化剂制备
采用 酸 催 化溶胶一凝胶法制备钦基复合氧化物催化剂，标记为V5T(其中V为活性组分金属钒，T为二氧化钦，5表示钒的摩尔分数为5%).量取20ml无水乙醇并置于烧杯中，滴加一定量的乙酞丙酮，在剧烈搅拌下缓慢滴加10.9 ml钦酸丁酷，搅拌15m in后缓慢滴加480ti t浓度为12m ol/L 的HCl溶液，5 min之后滴加40 [1浓度为8 mol/L的HCl溶液;继续搅拌30 min后，按比例称取一定量的NH4V0 3，用0.25m ol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4 ml无水乙醇，然后将溶液缓慢滴加到上述钦酸丁醋的乙醇溶液中，继续搅拌直至成胶.胶体置于空气中老化，老化完毕后，以0.5 i C/ min的升温速率升至550℃焙烧4h.所得催化剂置于保干器中备用.
1.2 催化剂表征
用 日本 理 学RigakuD /max2 500型X射线衍射(XRD)仪对催化剂进行物相分析.样品经粉末压片，X射线衍射仪的实验条件为Cu靶，K。射线，石墨单色器，管电压40 kV，管电流100 mA，扫描速率80/min.催化 剂 比 表面积和孔分布用意大利Sorptomatis1990型自动吸附仪在一196℃下吸附N:测定，氮气分子横截面积取0.162 nm2，数据由ADP软件处理.X射 线 光 电子能谱(XPS) 分析在VG公司ESCALAB250型X射线光电子能谱仪上进行，真空度高于1.2 x 10-7 Pa，使用铝靶为射线源，功率150 W，样品以C1、的结合能284.6 eV为基准进行结合能校正.程 序 升 温氧化分析在TGA92型热分析仪和MS OmniStar 200型质谱仪联用仪器(TG-MS)上进行，样品用量约20 mg;以100 ml/min的流量通人空气，10 C /min的速率从室温升至1 000℃.1.3 催化剂活性评价在 连续 流 动的管式固定床反应器中对催化剂进行活性评价.石英管式反应器长400 mm，内径6mm，乙苯由英国HARVARD公司PUMP1l 型自动进样泵供料.每次催化剂用量为200 mg，平均粒径为0.2-0.3 mm，反应温度450℃，常压.液态产物经稀释处理后由HP 6890型气相色谱仪分析，采用HP-PLOT Q毛细管柱，柱温200 C，以高纯氮气为载气，分离的产物由氢火焰离子化检测器检测，检测器温度250℃ ，用外标法定量.
|
| 责任编辑： 整理时间：2007-6-29 9:44:51 |
与“钒/钦复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢”相关的文章 |
|
搜索与“钒/钦复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢”相关文章 |
|
对“钒/钦复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢”发表评论 |
|