復(fù)合金屬氧化物氧化還原性能的研究.pdf

1、復(fù)合金屬氧化物(CMO)是烴類選擇氧化與氨氧化中重要的催化劑，具有優(yōu)良的氧化還原性能、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度以及較強(qiáng)的表面酸堿性，長期以來在多相催化領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。盡管CMO催化劑在化工生產(chǎn)上已廣泛應(yīng)用，但對其催化機(jī)理方面的認(rèn)識還十分有限。 丙烷作為重要的小分子烷烴，將其選擇氧化制丙烯酸是一條很有前途的路線，CMO是該反應(yīng)已知的最好的催化劑。CMO催化劑其通過自身的氧化還原反應(yīng)，活化烷烴和分子氧。在此過程中其氧化還原性質(zhì)是影響發(fā)

2、揮催化作用的重要因素。 利用脈沖反應(yīng)器，催化劑預(yù)氧化與丙烷氧化反應(yīng)輪流進(jìn)行，重點(diǎn)考察了反應(yīng)條件下Mo-V-Te-Nb-O催化劑氧化丙烷的性能及其再氧化性能，并對催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。通過對催化劑的吹掃實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其晶格氧氧化機(jī)理，發(fā)現(xiàn)丙烷與Mo-V-Te-Nb-O催化劑晶格氧反應(yīng)的主要產(chǎn)物為丙烯酸(AA)。改變預(yù)氧化條件，丙烷轉(zhuǎn)化率、AA產(chǎn)率及選擇性的變化表明增加預(yù)氧化時(shí)間及提高預(yù)氧化溫度能增加Mo-V-Te-Nb-O催化劑上氧

3、物種的數(shù)量及活性；預(yù)氧化時(shí)適量水的存在，可以改善催化劑表面的結(jié)構(gòu)并提高產(chǎn)物AA的選擇性。通過對比丙烷和丙烯與催化劑晶格氧反應(yīng)情況和催化劑儲氧能力的考察得知，催化劑上利于丙烷活化脫氫的氧物種比選擇氧化生成丙烯酸氧物種的消耗速率要快得多，不同氧物種在反應(yīng)過程中所起的作用不同。NH3-TPD結(jié)果顯示，有效催化劑只在200℃左右處出現(xiàn)脫附峰，只有弱酸中心；而失效催化劑則在650℃左右處出現(xiàn)一脫附峰，即生成強(qiáng)酸中心，這是催化劑失效的一個(gè)重要原因。