文档介绍：天津大学
硕士学位论文
CO<,2>选择性氧化乙烷脱氢制乙烯负载型钒基催化剂研究
姓名:侯婧
申请学位级别:硕士
专业:工业催化
指导教师:王希涛
20070601
摘要//痁哟/。随负载量的逐渐增加,催关键词:二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯,是催化科学领域的前沿和热点课题。开发和研制高效的乙烷氧化脱氢反应用催化剂具有重要意义。论文采用等体积浸渍法制备了负载型系列催化材料和经、、金属氧化物改性的负载型系列催化材料,用甌和微反等实验方法,详细考察了不同载体、不同负载量以及金属氧化物改性,对催化材料的表面结构、晶格氧活性、酸性以及催化反应性能的影响规律。研究表明,在和瓵载体表面分散较好,主要以四面体钒物种和聚钒物种存在,其晶格氧活性较高;与载体存在较强的相互作用,大部分钒均转化为挛锵啵籚赯砻娣稚⑿越喜睿饕R跃郪形式存在。不同载体负载型钒基催化材料的酸性强度差别较大,其强弱顺序为化材料表面的钒物种由孤立的四面体钒物种向聚合态钒物种及晶相转变,其晶格氧活性先升高后降低。相应的其表面酸中心强度由高分散钒物种的弱酸性向低分散钒物种的强酸性转变。金属氧化物改性对催化材料表面钒物种及酸性产生了较大影响。入后与表面钒物种发生了较强的作用,促使表面钒物种更加分散,并生成挛锵啵籆癕趸锏募尤胍苍谝欢ǔ潭壬洗俳朔拔镏的分散,但其和表面钒物种作用较弱,基本上是以单独的氧化物形式存在。金属氧化物的改性使得催化材料的酸性有所下降。乙烷脱氢活性和选择性是与催化材料表面钒物种分散状态、晶格氧活性、表面酸性相关。的分散状态和晶格氧活性是影响催化材料活性的重要因素,高分散状态有利于反应活性的提高,过高的酸性不利于高选择性的获得。高分散的/蚔疭呋牧嫌薪虾玫幕钚裕湟蚁┭≡裥跃喜睿唤鹗氧化物改性后,其乙烷转化率有所下降,但其乙烯选择性大幅度升高。以籚疭4呋牧希赑.、和的条件下,。乙烷;氧化脱氢:二氧化碳;乙烯;负载型钒基催化材料、/、
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磷移学位论文作者签名::铂配瘸吣月,签字日期:支四年露呷独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,、使用学位论文的规定。特授权墨鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章文献综述≡瘛生氧化乙烷的现实意义乙烯产业是石化工业的龙头,乙烯是石化工业中最重要的基础原料。据美国化学品市场协会预测,在年以前,乙烯的全球需求量将以每年%的速度增长。欧洲及中东烯烃研究部主任近期表示,乙烯产能的增长速度将高于全球经济增长。随着我国经济持续快速发展,国内石化产品供需矛盾也十分突出。预计到年,我国乙烯生产能力达到万吨,当量需求量将达到万吨,乙烯自给率提高到%,但是供求缺口还有万吨。因此,乙烯生产的研究将具有十分重要的现实意义。一直以来,乙烯的来源主要有两大方面:一是通过石油系原料汀⒂吞气苯咏辛呀舛竦茫欢窃途吨坪蟮玫降钠搴鸵禾辶蠓炼厂气、轻油、柴油乃至重油和渣油徊搅呀舛玫健緇】。但由于石油资源的日益短缺和乙烯需求量的急剧增加,化学家们一直在寻找生产和利用乙烯的新方法。乙烷是天然气和液化石油气的主要成分之一,如何充分利用乙烷使其转变成高附加值的乙烯对经济发展具有重大意义,已经成为了当今世界性的研究热点。荂易逯凶钗A酆头岣坏奶佳踝试矗惴捍嬖谟诖笃退校含碳量是石油、煤炭、天然气三大能源含碳量的倍【浚虼似溆行Ю米匀成为世界各国普遍关注的重要课题之一。故且鹑蚧肪潮浠闹饕N室气体,并且人类向大气中排放的悦磕%的速度递增,这会给人类的生产、生活造成严重的影响。此外,人类目前又面临着严重的能源危机。为此,各国科学家在研究睦茫扒笮履茉捶矫娼辛舜罅康墓ぷ鳌的合理有效利用关系到经济、环境和能源等多个领域的发展,对其进行深入的研究具有非常重要的理论和现实意义。魑H醯难趸粒梢杂τ糜谝彝檠≡裥匝趸从Φ墓讨小4覥和乙烷出发高选择性地制取高附加值产品,有不同的热表面催化反应途径:鸵彝橹苯雍铣商嘌趸铮利用≡裥匝趸迫∫蚁┖虲G罢由于受热力学平衡的限制,其转化率很低,而后者,在提高乙烷转