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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2005年
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甲烷在担载V、Mo和Ag基催化剂上的直接活化转化的研究

缪少军  
【摘要】: 甲烷的活化研究对于深入了解C-H键的活化本质、解决烃类资源优化利用的催化问题以及缓解人类能源危机具有重要的意义。本论文的研究重点是甲烷的直接转化,主要研究内容和实验结果包括:(1)首先将Mo/MCM-_22催化剂用于甲烷选择氧化反应,获得与Mo/SiO_2相当的反应性能,对反应前后Mo物种的变化与稳态反应结果分析,表明四面体钼物种是HCHO生成的活性中心,而八面体钼物种则导致甲烷完全氧化;(2)利用不同方法合成含有不同钒物种的VOx/SiO_2催化剂,并考察了钒物种在甲烷选择氧化反应前后的变化,结果显示在反应气氛中多聚VO_x物种有在SiO_2表面自发分散形成单体VO_x物种的趋势,而且,实验结果还进一步澄清了关于副产物CO_2生成机制的争论,本文认为CO_2由两种机制生成:其一是甲烷在单体VO_x物种上的连续氧化,即CH_4→HCHO→CO→CO_2;其二是甲烷在多聚VO_x物种上的直接氧化。(3)通过不同方法控制分子筛上Ag~+离子浓度来研究甲烷的无氧偶联反应,充分揭示了离子态Ag+对C-H键的低温活化能力,并得到DFT结果的验证;(4)在SBA-15的孔道内制备出受孔道限制的纳米Ag粒子,显著提高纳米粒子的稳定性,由于纳米效应,其上Oγ物种的生成温度从600oC(体相银)降低到300oC以下;本文还首次通过甲烷脉冲实验证明了O_γ物种的甲烷氧化偶联活性;进一步研究表明气相添加剂如二氯乙烷和固相修饰剂如Cs~+离子对纳米Ag上的甲烷氧化偶联反应均具有促进作用。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O643.32

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【引证文献】
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1 丁冰晶;短链烃类在离子交换ZSM-5分子筛上催化转化反应的量子化学研究[D];北京化工大学;2008年
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【参考文献】
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1 李基涛,蔡丽芬;微量1,2-二氯乙烷在乙烯环氧化中的作用及其吸附态的表征[J];分子催化;1992年02期
2 李基涛 ,蔡丽芬 ,张志杰 ,李庆水;乙烯环氧化银催化剂中铯的助催作用[J];厦门大学学报(自然科学版);1992年02期
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【共引文献】
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1 ;METHANE DIRECT CONVERSION TO ETHENE OVER Mo/SAPO-34 CATALYSTS[J];催化学报;1995年01期
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9 ;Selective Dehydroaromatization of Methane to Benzene over Mo/MCM-49[J];催化学报;2001年06期
10 ;Promotional Effect of Indium on Dehydroaromatization of Methane over Mo/HZSM-5 Catalyst without Adding Oxygen[J];催化学报;2002年03期
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1 高亚娜;高俊文;张勇;;甲烷无氧芳构化反应研究[A];第八届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2011年
2 杨媛媛;姚本镇;刘殿华;房鼎业;;Mo/HZSM-5上甲烷无氧芳构化催化剂制备的研究[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年
3 顾立军;马丁;姚颂东;张贺;申文杰;包信和;;ZSM-5与SiC原位水热复合及其在甲烷芳构化反应中的独特性能[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
4 刘宪春;韩秀文;舒玉瑛;徐奕德;包信和;;Mo/HZRP-1分子筛催化剂的MAS NMR表征[A];第十届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1998年
5 杨俊;张铭金;邓风;;固体核磁共振研究甲烷在Mo/HZSM-5上的芳构化反应(英文)[A];第十二届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2002年
6 白杰;刘盛林;谢素娟;徐龙伢;林励吾;;甲烷芳构化反应中Mo/MCM-22和Mo/ZSM-5催化剂的比较[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
7 李永刚;柳林;黄秀敏;申文杰;包信和;徐奕德;;预处理温度对NH_4 F改性Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
8 徐奕德;包信和;林励吾;;钼基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化的研究进展[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
9 曹亮;邢双英;张佳;王伊蕾;王善鹏;;理论计算研究分子筛微孔内烯烃低聚择形催化机理[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
10 邢双英;曹亮;周丹红;;Mo/HZSM-5分子筛碳化钼活性中心结构及甲烷活化机理的密度泛函理论研究[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
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5 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
6 袁山东;MoCx/HZSM-5催化剂上甲烷和丁烷的芳构化反应研究[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
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10 杨平;负载型Wacker催化剂及其甲醇气相氧化羰化合成碳酸二甲酯研究[D];复旦大学;2003年
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2 曹亮;H-ZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至苯的反应机理[D];辽宁师范大学;2010年
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4 苏晓渊;MCM-22分子筛的合成、改性及其在处理染料废水中的应用研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
5 高开迪;致密膜反应器中MDA及POM偶合StR反应的研究[D];大连理工大学;2011年
6 钱吉;MCM-22分子筛的后处理及表征研究[D];大连理工大学;2011年
7 陈丹;银催化剂表面甲醛吸附—脱附及反应性能研究[D];大连理工大学;2011年
8 胡慧晔;多级结构ZSM-5分子筛制备及甲烷无氧芳构化膜反应性能的研究[D];大连理工大学;2011年
9 刘艳霞;纳米金催化剂室温氧化CO及其再生研究[D];大连理工大学;2011年
10 周逊;甲烷芳构化与煤热解耦合提高焦油产率研究[D];大连理工大学;2011年
【同被引文献】
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2 滕加伟,赵国良,谢在库,陈庆龄;ZSM-5分子筛晶粒尺寸对C_4烯烃催化裂解制丙烯的影响[J];催化学报;2004年08期
3 刘珍,梁伟,许并社,市野濑英喜;纳米材料制备方法及其研究进展[J];材料科学与工艺;2000年03期
4 周丽绘,张利中,李鸿宁,刘洪来;不同晶化温度对介孔SBA-15形貌和结构的影响[J];电子显微学报;2005年04期
5 李工;邓中林;周书喜;佟惠娟;刘天华;;利用SBA-15介孔内纳米碳合成含介孔的ZSM-5分子筛[J];分子催化;2009年05期
6 白尔铮,胡云光;四种增产丙烯催化工艺的技术经济比较[J];工业催化;2003年05期
7 任丽萍;赵国良;滕加伟;王仰东;谢在库;;La修饰ZSM-5分子筛催化剂用于C_4烯烃催化裂解制丙烯[J];工业催化;2007年03期
8 王斐;汪文川;黄世萍;滕加伟;谢在库;;正丁烷和丁烯-1在不同Si/Al比ZSM-5分子筛上的吸附和扩散行为[J];过程工程学报;2007年04期
9 饶兴鹤;丙烯供需现状及增产技术[J];中国石油和化工;2005年02期
10 薛用芳;固体催化剂的研究方法分析电子显微镜(下)[J];石油化工;2000年04期
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1 胡建强;金属纳米粒子的尺寸和形状可控合成及其表征[D];厦门大学;2003年
2 孙军明;规整孔道限制的纳米银粒子可控组装、表征及催化性能研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
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1 齐平;富氢气体中CO选择氧化反应的研究[D];辽宁工学院;2007年
2 赵桂;金属和聚合物纳米粒子的合成、应用及光谱研究[D];苏州大学;2007年
3 张雅心;模板法制备介孔碳及其性能研究[D];北京化工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 黄金保;纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D];重庆大学;2010年
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【二级参考文献】
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10 孙希贤,李新民,李建华,范业梅,徐恒泳,苏玉,史克英,徐国林,黄仁才,周佩珩,刘金香;甲烷二氧化碳转化制备富含一氧化碳合成气[J];高等学校化学学报;1992年10期
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10 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
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4 申世近;后嫁接法制备Ag/SBA-15催化剂及其对甲醛催化性能研究[D];大连理工大学;2012年
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6 李秀东;Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究[D];浙江大学;2008年
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8 章小兵;溶胶—凝胶法制备的MoVTeNbO/SiO_2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的研究[D];厦门大学;2006年
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