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《厦门大学》 2001年
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Ce-Ag-Mo-P-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应研究

张昕  
【摘要】: 我国有着丰富的丙烷资源,由廉价的丙烷合成高附加值的丙烯醛的经济意义是不言而喻的。另外,丙烷选择氧化制丙烯醛反应中包含着如何促进中间体定向转化为目标产物和如何抑制稳定性较差的产物丙烯醛进一步氧化等重要的催化科学问题,所以,进行该反应的研究具有重要的理论意义。 迄今为止,丙烷选择氧化制丙烯醛催化剂的反应性能都不高,研制出的反应性能较好的催化剂对丙烯醛的收率一般在10%左右,并且通常是在低丙烷转化率的情况下才能获得高丙烯醛选择性。丙烷选择氧化制丙烯醛的反应机理还不明确,两条可能的反应途径是丙烷经过中间产物丙烯生成丙烯醛,或经过正丙氧基(正丙醇)中间体生成丙烯醛。 丙烷选择氧化制丙烯醛的催化剂和催化反应中的许多问题尚待研究,如催化剂的结构和催化剂性能间的关系还不清楚,特别是反应条件下催化剂的(动态)结构和反应性能之间的关系;催化剂的氧化还原性和酸碱性对催化剂性能的影响还存在争论:对催化反应机理的研究较少,已有的研究还不够深入细致。 针对丙烷选择氧化制丙烯醛反应中的上述问题,本文研制了一种与类似的催化剂相比反应性能较好的丙烷选择氧化制丙烯醛Ce-Ag-Mo-P-O催化剂,在此基础上,用XRD技术测定了不同组成催化剂的结构,用H_2-TPR,O_2-TPD,in situ LRS,EPR及XPS技术考察了不同组成催化剂的氧化还原性,用NH_3-DRIFT,异丙醇裂解反应表征了不同组成催化剂的酸碱性,讨论了催化剂的性质对可能反应中间体定向转化为丙烯醛的影响,即催化剂的性质和催化剂性能的关系。继之,采用in situ LRS并结合XRD,XPS和催化剂反应性能评价考察了催化剂的动态结构,讨论了催化剂动态结构的成因及其和反应性能的关系。最后,对Ce-Ag-Mo-P-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛的反应途径进行 张听 扩展式摘要 了研究。为此,评价了丙烷和丙烷选择氧化制丙烯醛反应中间体(中间产物) 或其探针分子如丙烯、正丙醇、异丙醇、滨代正丙烷、溪代异丙烷、丙醛、丙 酮等在和丙烷选择氧化制丙烯醛相似反应条件下的反应性能;并采用共焦显微 拉曼光谱技术考察了丙烷、丙烯、滇丙烯、烯丙醇、正丙醇、异丙醇、滨代正 丙烷、滨代异丙烷、丙醛、丙酮、丙烯醛、甲酸、乙酸等在Ce-Ag-MoI-O催 化剂上的活化和转化情况。综合上述实验结果,提出了在Ce-Ag-MoIO催化 剂上丙烷选择氧化制丙烯醛的可能反应途径。详细研究结果分述如下: 1.Ce叭gMoI*催化剂的研制和反应条件对催化剂性能的影响 受现有的有关丙烷选择氧化制丙烯醛催化剂的组成、结构和反应机理研究 结果启发,选择M。和P元素为催化剂的主要组分,并在MO-P-O催化剂中添 力助剂,研制成Ce-Ag-Mo-P-O催化剂。在较优的反应条佝(500“C,2400 mL’(a.ca*上’,CsHs/O。M。一3/l/4)下,在Ce-Ag-Mo-P-O(Ce/A洲O/P二l/3/10/6) 催化剂上进行丙烷选择氧化制丙烯醛反应,获得丙烷的转化率为 15、3W-丙烯.一 醛选择性为28.7%,丙烯醛收率为4.4%的结果。与类似的催化剂相比, Ce-Ag-MoI-O是一种催化性能较好的丙烷选择氧化制丙烯醛催化剂。 2.Ce-Ag-MOIo催化剂的性质对催化剂性能的影响 比较研究了 Ce-Ag-MoP0催化剂和 Ag-MoP-O催化剂的结构、氧化还原 性和酸碱性,讨论了催化剂的性质对中间体定向转化为丙烯醛的影响和对催化 丙烷选择氧化制丙烯醛的影响。 研究发现,在催化剂中添加 Ce,提高了可能反应中间体丙烯和正丙氧基(正 丙醇)定向转化为丙烯醛的能力和催化丙烷选择氧化制丙烯醛的反应性能。催 化剂中存在最佳的Ce含量范围,在Ce/Mo-0*的Ce-Ag-MoP-O催化剂上, 厦门大学理学博士论文 张听 扩展式摘要 中间体或丙烷定向转化为丙烯醛的选择性较高。 随着催化剂中Ce含量的增加,催化剂的可还原性增强,催化剂中Mo卜/MoV 比降低,催化剂表面铝中心酸性,特别是催化剂表面铝中心L酸性降低,这是 因为:*)催化剂中 Ce和 Mo发生了相互作用,形成 Mo“+Ce卜。Mo外(Mo’勺 +CC’”氧化还原循环,(2催化剂中各相结构较匹配,生成“一致性界面”,使 相间界面能垒降低。由于这两种效应的共同作用,使得催化剂中电子和离子的 传递变得容易,并促进催化剂中高价阳离子的还原过程,所以,催化剂的可还 原性增强,催化剂中MO‘+/Md\降低。Md”浓度降低,催化剂表面铝中心L 酸性降低。 在催化剂中添加一定量的 Ce,降低 Mo”Md“的比例及铂中心的 L酸性, 可以促进反应中间体(中间产物)丙烯和正丙氧基(正丙醇)定向转化为丙烯 醛,从而提高催化剂对丙烷选择氧化制丙烯醛的能力。 3.CesAgMOo-O催化剂中M。O物种(多铂酸根)的动态结构研究 催化剂的结构是影响催化剂性能的关键因素。因此,槁清楚催化剂的结构, 特别是反应条件下催化剂的动态结构及其和催化剂性能的关系,对于准确揭示 反应中催化剂的构-效关系,研制高性能的丙烷选择氧化制
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O643.3

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【引证文献】
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1 张昕,万惠霖,翁维正,伊晓东;Ag对钼磷酸盐催化剂丙烷氧化脱氢性能的影响[J];石油化工;2002年09期
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1 易江平;平行反应器和高通量检测系统的设计及应用研究[D];湖南大学;2009年
2 刘世熙;新型丙烷选择氧化催化剂制备、表征、反应及相关研究[D];复旦大学;2005年
3 何益明;丙烷选择氧化制丙烯醛Mo(V)BiTeO/SiO_2催化剂的研究[D];厦门大学;2006年
【参考文献】
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1 王宗祥,匡洞庭,赵如松,刘广舜;丙烷均相氧化脱氢及其应用[J];石油学报(石油加工);1996年01期
2 张昕,翁维正,万惠霖;丙烷选择氧化催化剂AgMoO_2PO_4·MoO_3相协同效应研究[J];天然气化工;2001年01期
【共引文献】
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1 张素玲,靳通收,刘卉闵,郭俊杰,李同双;ZrO_2/SO_4~(2-)类固体超强酸在有机合成中的应用进展[J];河北大学学报(自然科学版);2001年04期
2 段明峰,梅平;半导体光催化氧化在有机废水处理中的应用与研究进展[J];化学与生物工程;2003年06期
3 王俏,郭延红;硫酸铁铵催化合成环己酮乙二醇缩酮[J];化学与生物工程;2005年05期
4 杨水金,周亚宏,余新武,张卫华;TiSiW_(12)O_(40)/TiO2催化合成乙酸亚丁酯[J];湖北化工;1995年04期
5 苏爽月;马荣华;;β_2-(NH_4)_6SiW_(11)Co(H)2O)O_(39)·nH_2O光催化降解结晶紫的研究[J];河北农业科学;2009年08期
6 郭玉凤,李景印,赵滨燕;磷钼酸催化合成富马酸二甲酯[J];河北科技大学学报;2000年04期
7 杨水金;新化合物Na_(24)As_2Mo_(22)O_(83)的固相合成与表征[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2000年01期
8 董镜华,白爱民,杨水金;SO_4~(2-)/TiO_2-MoO_3催化合成丁酮乙二醇缩酮[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2003年03期
9 陈才元,梁伟,余新武,杨水金;TiSiW(12)O_(40)/TiO_2催化合成苹果酯-B[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2005年01期
10 吕宝兰;付德英;杨水金;;分子筛MCM-48负载磷钨酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2010年02期
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1 张莉;王聪;陈仁喜;袁建;;水浴法制备钯纳米颗粒及其修饰电极的电催化性能[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
2 黄娇;韩占刚;;一维链状Cu-ligand组装的多金属氧酸盐化合物[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
3 肖婷婷;韩占刚;;含硫吡啶与Keggin型多酸簇合物的合成与表征[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
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6 冉东凯;储德清;;纳米二氧化钛在功能纺织品中的应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
7 凌强;崔平;王广海;;铁钒催化剂在风化煤制备腐植酸中的最佳制备条件研究[A];第七届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2008年
8 王恩波;王秀丽;王戈;辛明红;谢德民;张喜艳;;以杂多蓝锂为电解质的聚并苯二次电池的研制与开发[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
9 杜伟;李晓刚;吴俊升;李磊;;催化裂化原位降硫助剂的制备及其性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
10 徐明丽;杨显万;张正富;;碱性介质中Ni纳米线阵列电极对甲醇的电催化氧化[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
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1 熊辉;CuCl/Schiff base配合物在液相氧化羰化反应中的催化活性、寿命及腐蚀性研究[D];华中科技大学;2010年
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3 张丽霞;改性凹凸棒土固载磷钨酸(盐)及其催化酯化研究[D];江南大学;2010年
4 王飞;亚微米分子筛催化乙醇脱水制乙烯:失活、再生及动力学[D];华东理工大学;2011年
5 邱滔;全氟烷基金属酞菁衍生物的合成及应用[D];华东理工大学;2011年
6 展秀丽;石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究[D];华东理工大学;2011年
7 施连旭;基于杂多酸或有机配体的配位化合物的合成及其催化性质研究[D];浙江大学;2011年
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9 侯广峰;多金属氧酸盐—铜—氮杂环配合物的晶体工程研究[D];吉林大学;2011年
10 李伟伟;以Nb_2O_5·nH_2O为助剂的甲醇氧化电催化剂的制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
【同被引文献】
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1 肖慎修,杨胜勇,陈天朗,李平;中心原子对Keggin结构杂多阴离子的电子结构和催化性质的影响[J];化学学报;1997年04期
2 杨胜勇,肖慎修,陈天郎,王荣顺;骨架金属原子对Keggin阴离子电子结构和物化性质的影响[J];化学学报;2000年01期
3 乐英红,马臻,华伟明,高滋;二氧化钛介孔分子筛的合成和表征[J];化学学报;2000年07期
4 黄传敬,郭雯,金燕仙,伊晓东,翁维正,万惠霖;丙烷选择氧化制丙烯醛MoVTeO/SiO_2催化剂结构与性能研究[J];化学学报;2004年18期
5 王宗祥,匡洞庭,赵如松,刘广舜;丙烷均相氧化脱氢及其应用[J];石油学报(石油加工);1996年01期
6 程桦,韩一帆,王怀明;在Ce/VPO催化剂上丙烷一步氧化制丙烯酸[J];石油化工;1999年12期
7 照日格图,李文钊,于春英,葛庆杰,徐恒泳;丙烷选择氧化制丙烯醛研究进展[J];天然气化工;2000年03期
8 张昕,翁维正,万惠霖;丙烷选择氧化催化剂AgMoO_2PO_4·MoO_3相协同效应研究[J];天然气化工;2001年01期
9 李正平,高濂,郑珊;热处理时间对三氧化钼在MCM-41表面分散状态的影响[J];无机材料学报;2002年05期
10 岳斌,朱思三,谢高阳,顾翼东;有机铵十聚钨酸盐在溶液中的光致变色性质研究[J];无机化学学报;1992年02期
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1 金胜明;C_3烃氨氧化钼铋催化剂的制备、表征、评价及理论研究[D];中南大学;2001年
2 傅钢;过渡金属端氧上C-H键选择活化的理论研究[D];厦门大学;2003年
3 伊晓东;MoPO/SiO_2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理的研究[D];厦门大学;2004年
4 刘永梅;丙烷氧化脱氢制丙烯纳米催化剂的制备、表征及应用[D];复旦大学;2004年
【二级引证文献】
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1 马骏;田彦文;王海彦;;β沸石的微波制备及修饰[J];材料与冶金学报;2005年04期
2 隋志军,张文军,周静红,李平,戴迎春;纳米碳纤维催化丙烷氧化脱氢性能的研究[J];石油化工;2005年07期
3 张钊;李会泉;柳海涛;郭奋;黄青则;;原料气中乙烷含量对Cr/MSU-1催化剂上CO_2氧化丙烷脱氢反应的影响[J];石油化工;2011年02期
4 隋志军;李平;赵铁均;周静红;戴迎春;;纳米碳纤维负载磷氧化物催化剂催化丙烷氧化脱氢研究[J];天然气化工;2005年06期
5 孙晓丹;金浩;张舒冬;张信伟;尹泽群;刘全杰;翁维正;万惠霖;;碱金属修饰的MoVTeO_x/SiO_2上异丁烷选择氧化制MAL反应研究[J];当代化工;2013年01期
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1 张瑞;张怀志;王久会;;高效丙烷氨氧化合成乙腈催化剂[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
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1 余长林;丙烷脱氢铂催化剂与反应性能的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
【二级参考文献】
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1 胡刚;;用XPS研究在加热时锑铁氧化物催化剂的表面偏析作用[J];物理化学学报;1987年03期
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1 杨汉培,范以宁,林明,许波连,陈懿;铋钼复合氧化物催化剂的结构及其对丙烷选择氧化反应的催化性能[J];催化学报;2001年06期
2 照日格图,李文钊,于春英,葛庆杰,徐恒泳;丙烷选择氧化制丙烯醛研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2000年03期
3 刘广舜,赵如松,毛国梁,候凯湖,匡洞庭,王宗祥;丙烷选择氧化制丙烯醛分析方法的研究[J];精细石油化工;1994年01期
4 王贤高,杜鸿章,迟亚武,胡椒叶,李文钊;丙烷部分氧化制取丙烯醛Ⅱ.反应工艺条件和反应器结构与材质的影响[J];石油化工;1997年02期
5 黄传敬,郭雯,金燕仙,伊晓东,翁维正,万惠霖;丙烷选择氧化制丙烯醛MoVTeO/SiO_2催化剂结构与性能研究[J];化学学报;2004年18期
6 张铁珍,王鉴,董群,张海燕,贾云刚;丙烷选择氧化制丙烯酸复合金属氧化物催化剂的研究进展[J];江苏化工;2004年06期
7 冯琦瑶;罗国华;魏飞;;丙烯催化氧化制丙烯酸的两段流化床工艺[J];过程工程学报;2008年01期
8 李洪波,杨萍,刘杰,朱红娟,朱百春,吴畏,杨维慎,林励吾;负载型催化剂上丙烷选择氧化制丙烯酸的研究[J];精细化工;2003年12期
9 王学丽;景志刚;王廷海;刘肖飞;蔡小霞;;合成丙烯酸用催化剂的研究进展[J];精细石油化工进展;2008年11期
10 张昕,李华明,万惠霖,翁维正,伊晓东;丙烷选择氧化用VPO/SiO_2催化剂的研究[J];催化学报;2003年02期
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1 王宏宣;赵震;段爱军;张哲;;丙烷选择氧化生成丙烯醛(酸)氧化物催化剂的研究进展[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
2 何益明;伊晓东;应方;章小兵;翁维正;万惠霖;;丙烷选择氧化制丙烯醛SiO_2负载MoVBiTe催化剂的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
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4 郑伟;于振兴;张晓丽;付红英;张平;张宇航;胡信国;;复合金属氧化物对丙烷选择氧化制丙烯酸的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
5 丰茂英;黄传敬;李建辉;许琴;周朝晖;万惠霖;;碲钼复氧化物催化丙烯选择氧化生成丙烯醛的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
6 尹瑞川;汪海林;;丙烯醛-DNA加合物的鉴定与分析[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
7 尹瑞川;汪海林;;人体细胞内丙烯醛-DNA加合物的鉴定和分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
8 于振兴;郑伟;徐文龙;张宇航;张晓丽;付红英;张平;范雪蕾;吴宏;;丙烷选择氧化制丙烯酸MoVTeNbO复合催化剂的研究[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年
9 傅钢;袁汝明;徐昕;万惠霖;;丙烷选择(氨)氧化机理研究:V、Mo和Te的作用[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 付文英;吴周安;王树华;周强;罗孟飞;;1,1,1-三氟-3-氯丙烷合成研究进展[A];中国化学会第十一届全国氟化学会议论文摘要集[C];2010年
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1 本报记者 安飞;丙烷下游企业受益[N];国际商报;2010年
2 ;烧菜小心“醉油”[N];中华合作时报;2003年
3 饶兴鹤;低成本丙烯生产环氧丙烷工艺问世[N];中国化工报;2005年
4 李伟文;我市新能源产业获重大突破[N];深圳特区报;2008年
5 董波;丙烷互供多产乙烯[N];中国石化报;2006年
6 通讯员 张俊 记者 罗冰;我催化剂新材料研制获创新方法[N];科技日报;2005年
7 蔡长瑞;谨防“醉油”综合症[N];中国矿业报;2003年
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10 通讯员 梁顺祥邓善初;轻烃丙烷产品畅销西北市场[N];中国石油报;2007年
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1 张昕;Ce-Ag-Mo-P-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应研究[D];厦门大学;2001年
2 伊晓东;MoPO/SiO_2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理的研究[D];厦门大学;2004年
3 戴国梁;低碳烷烃在V_2O_5(001)表面氧化脱氢及深度氧化反应机理的理论研究[D];复旦大学;2008年
4 许杰;丙烷及乙苯氧化脱氢反应的新型催化剂研究[D];复旦大学;2010年
5 陈霄榕;负载型杂多酸上乙烷、丙烷部分氧化反应的研究[D];天津大学;2001年
6 汪洋;丙烯(氨)氧化催化剂表面反应的原位漫反射红外光谱和Monte Carlo模拟研究[D];浙江大学;2007年
7 葛善海;V-Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢及惰性无机膜反应器中低碳烃类选择氧化的研究[D];大连理工大学;2000年
8 照日格图;丙烷氧化脱氢制丙烯研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
9 张新平;丙烷脱氢氧化制丙烯过程的模型化与优化[D];华东理工大学;2010年
10 朱艺涵;丙烷选择氧化制丙烯醛Mo(V)Te(Nb)O催化剂活性相的研究和设计[D];浙江大学;2010年
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1 祝宝东;复合金属氧化物催化剂的制备和性能研究[D];大庆石油学院;2007年
2 姜红石;杂多化合物催化丙烷选择氧化的研究[D];暨南大学;2000年
3 李霞;Mo-V-Sb-Nb催化剂对丙烷选择氧化的作用[D];大庆石油学院;2004年
4 李洪波;丙烷选择氧化制丙烯酸的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
5 张铁珍;复合金属氧化物对丙烷选择氧化的研究[D];大庆石油学院;2005年
6 潘雪;丙烷溴氧化制高碳烃的研究[D];湖南大学;2010年
7 刘赵春;氧化铁/氧化钴离子与丙烷反应机理的理论研究[D];中国石油大学;2011年
8 赵训志;复合金属氧化物氧化还原性能的研究[D];大庆石油学院;2006年
9 季艳;丙烷均相氧化制备过氧化物[D];华东理工大学;2012年
10 金燕仙;丙烷选择氧化制丙烯醛VTeO/SiO_2催化剂的研究[D];厦门大学;2005年
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