前驱试剂对铬系催化剂丙烷脱氢反应的影响

分别以硝酸铬、三氧化铬、重铬酸钙和重铬酸钾为前驱试剂,制备了丙烷脱氢铬系催化剂,催化剂中Cr名义负载量(w)均为11%,在质量空速0.7 h-1、反应温度600℃的条件下,考察了催化剂的丙烷脱氢活性。通过XRD、SEM、NH 3-TPD、H 2-TPR、UV-vis等方法对不同铬前驱试剂合成催化剂的晶体结构、表面形貌、表面酸性、表面还原性、Cr元素价态进行表征;利用固定床微型反应装置测定了催化剂的丙烷脱氢反应活性;借助高频红外碳硫仪、热裂解GC-MS和原位红外等手段对反应后催化剂积炭量、积炭种类、反应中间产物进行分析。结果表明:以硝酸铬、三氧化铬为前驱试剂的催化剂Cr(III)-RC、Cr(VI)-RC表面以弱酸位点为主,高价铬(Cr 6+)易被还原,丙烷转化率与丙烯选择性较高。以重铬酸钙、重铬酸钾为前驱试剂的催化剂Cr(VI)-Ca-RC、Cr(VI)-K-RC表面以中强酸位点为主,高价铬(Cr 6+)不易被还原,积炭副反应较强,丙烷转化率与丙烯选择性较低。合理调节催化剂表面酸性,促进高价铬(Cr 6+)的还原,将有利于制备高性能铬系丙烷脱氢催化剂。

CrOx/ZSM-5-Al2O3复合载体催化剂对丙烷脱氢性能的影响

将不同质量分数的钠型ZSM-5引入氧化铝溶胶制备复合载体,负载活性组分铬并用于丙烷脱氢催化实验。利用XRD、XRF、BET、NH3-TPD、UV-Vis等对添加不同ZSM-5质量分数的复合载体、催化剂样品进行表征,考察了不同质量分数ZSM-5对催化剂的孔分布、晶体结构、表面酸性、金属存在形式、积碳行为及丙烷脱氢性能的影响。结果表明,5%ZSM-5与氧化铝复合,增加了催化剂表面有利于脱氢反应的弱酸位点比例,增加了可被还原的Cr^6+及脱氢活性中心不饱和Cr^3+的数量,有效抑制积碳生成,提高催化剂的平均反应活性;当反应温度为600℃、C3H8与N2体积流量比为1∶15时,催化剂的丙烷转化率与丙烯选择性可达52.0%和90.0%。

混合碱处理HZSM-5分子筛及其催化丙烷脱氢反应性能

采用不同浓度比的四丙基氢氧化铵和乙酸钠混合碱(TPAOH/CH_3COONa)溶液处理HZSM-5分子筛,对处理前后的HZSM-5分子筛负载Pt,制备Pt/HZSM-5催化剂用于丙烷脱氢反应。利用XRD、XRF、SEM、BET、NH_3-TPD、H_2化学吸附和TG等手段对处理前后的HZSM-5分子筛进行表征,考察了不同浓度比的混合碱溶液对HZSM-5分子筛的晶体结构、表面形貌、孔结构、表面酸性及丙烷脱氢性能的影响。结果表明:混合碱溶液处理HZSM-5分子筛,能够形成微孔-介孔多级孔结构,并能调变分子筛的表面酸性;当TPAOH/CH_3COONa浓度比为0.075时,丙烷初始转化率和丙烯选择性均达到最高值,分别为34.0%和99.1%。