掺杂过渡金属的MCM-41介孔分子筛的制备、表征及其对CO_2乙烷氧化脱氢制乙烯的研究

【摘要】：本论文通过室温晶化法合成了掺杂过渡金属的Me(V, Cr, Fe,Co, Ni)-MCM-41介孔分子筛材料。并通过Powder-XRD、FT-IR、29Si MAS-NMR、DTA-TGA、DRS UV-Vis、ESR、XPS、TEM、低温N2吸附(BET)、NH3-TPD、吡啶吸附IR和TPR等技术对催化剂的结构等特征进行了较深入、细致的研究;全面考察了此类催化剂对CO2乙烷氧化脱氢制乙烯的反应性能,并将其结构特性与催化性能相关联。 Me(V, Cr, Fe, Co, Ni)-MCM-41介孔分子筛催化剂对CO2乙烷氧化脱氢制乙烯表现出一定的催化作用,但各自的催化性能并不相同,我们认为Me的亲电子特性对活化CO2和乙烷有很大的影响。催化性能的差异与Me的d电子结构的不同有很大关系。 在T=973K,P=0.1MPa,GHSV=4000h-1,VCO2/VC2H6=2反应条件下,3%Co-MCM-41催化剂可使乙烷的转化率达到39.5%,乙烯的选择性达到98.6%、收率达到39.0%,是临CO2乙烷脱氢反应机理;5%Cr-MCM-41催化剂可使乙烷的转化率达到43.3%,乙烯的选择性达到86.7%、收率达到37.5%,是氧化还原反应机理,Cr3+和Cr6+是活性中心;3%Ni-MCM-41催化剂对CO2乙烷重整制合成气有较好的催化性能,CO2和乙烷的转化率分别达到83.7%和78.9%。