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The Role of Vanadia for the Selective Oxidation of Benzyl Alcohol over Heteropolymolybdate Supported on Alumina 被引量:3
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作者 Pasupulet Siva Nageswara RAO Kasanneni Tirumala Venkateswara RAO Potharaju S. SAI PRASAD Nakka LINGAIAH 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1719-1726,共8页
A series of 12-molybdophosphoric acid (MPA) supported on V2O5 dispersed γ-Al2O3 catalysts with different vanadia loadings were prepared by impregnation and characterized by N2 adsorption-desorption, X-ray diffraction... A series of 12-molybdophosphoric acid (MPA) supported on V2O5 dispersed γ-Al2O3 catalysts with different vanadia loadings were prepared by impregnation and characterized by N2 adsorption-desorption, X-ray diffraction, temperature-programmed reduction, in situ laser Raman spectroscopy, UV-Vis diffused reflectance spectroscopy, scanning electron microscopy, and temperature-programmed desorption of NH3 techniques. Their catalytic activities were evaluated for the vapor phase aerobic oxidation of benzyl alcohol. The catalysts exhibited high catalytic activity and the conversion of benzyl alcohol depended on the vanadia content while the catalyst with 15 wt% V2O5 content showed optimum activity. The characterization results suggest the presence of well-dispersed V2O5 and partially disintegrated Keggin ions of MPA on the support. In situ Raman studies showed a reduced Mo(IV) species when the catalysts were calcined at high temperatures. The high oxidation activity of the catalysts is related to the synergistic effect between MPA and V2O5. 展开更多
关键词 molybdophosphoric acid vanadia ALUMINA OXIDATION benzyl alcohol
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Oxidative Dehydrogenation of Propane over Vanadia Catalysts Supported on TiO_2-ZrO_2 Composite Oxide 被引量:1
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作者 朱红娟 李洪波 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第5期391-392,共2页
关键词 丙烷 氧化脱氢 二氧化钛 二氧化锆 复合氧化物 载体 氧化钒催化剂
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氧扩散与表面反应在VO_(x)-Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)催化丙烷脱氢反应中的影响
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作者 孙嘉辰 陈赛 +6 位作者 付东龙 王伟 王显辉 孙国栋 裴春雷 赵志坚 巩金龙 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期217-227,共11页
丙烯是一种重要的化工原料,近年来市场需求逐年上升.丙烷直接脱氢(PDH)生产丙烯技术虽然已实现工业化应用,但其存在反应热力学不利、催化剂成本高及使用有毒铬系催化剂等问题.丙烷氧化脱氢(ODH)由于过度氧化严重和存在操作风险等问题阻... 丙烯是一种重要的化工原料,近年来市场需求逐年上升.丙烷直接脱氢(PDH)生产丙烯技术虽然已实现工业化应用,但其存在反应热力学不利、催化剂成本高及使用有毒铬系催化剂等问题.丙烷氧化脱氢(ODH)由于过度氧化严重和存在操作风险等问题阻碍了其实际应用.化学链丙烷脱氢(CL-ODH)技术采用低成本且环境友好的可还原金属氧化物作为氧载体(氧化还原催化剂),并利用更高效的晶格氧作为氧化剂替代传统ODH过程中的氧气,在改善丙烷脱氢反应热力学限制的同时抑制了烷烃分子的过度氧化.氧化还原催化剂在该过程中发挥着重要的作用,其设计得到了研究者们的广泛关注.目前,铈锆储氧材料担载的钒催化剂由于在烷烃选择性氧化以及储氧能力方面的优势,在CL-ODH领域展示出良好的应用前景.然而,由于体相氧传输和表面反应共同决定氧化还原催化剂的性能,因此深入探究两者在反应过程中的作用机制对于高性能催化剂的开发至关重要.本文构建了结构明确的VO_(x)-Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)氧化还原催化剂并应用于CL-ODH反应,通过引入Zr调控催化剂的表面和体相性质,进而对其表面反应活性和体相供氧能力进行调节.其中,VO_(x)-Ce_(0.3)Zr_(0.7)O_(2)样品表现出相对较高的丙烯生成速率(5.07mmol·g_(cat)^(-1)h^(-1)).H_(2)程序升温还原和C_(3)H_(8)程序升温还原结果表明,Zr的引入增强了氧化还原催化剂的低温体相供氧能力以及表面本征活性,因此增加了活性氧物种的数量并促进了表面丙烷分子的活化.动力学实验结果表明,VO_(x)-Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)氧化还原催化剂上的脱氢反应遵循一级反应动力学规律,说明表面反应为催化剂还原过程的速控步骤,同时,在快速的体相氧扩散作用下,催化剂内部的氧物种呈现均匀分布的特点.进一步分析表面反应过程和体相氧传输对于氧化还原催化剂表面氧物种覆盖度的影响,建立了描述VO_(x)-Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)在脱氢阶段反应模型的动力学方程.其中,吸附态丙烷分子的C-H键断裂是表面反应的速控步骤,Zr的引入可以有效降低该步骤的活化能,进而提高了氧化还原催化剂在给定表面氧物种覆盖度时对应的表面反应速率.同时,随着反应的进行,为了消除VO_(x-)Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)内部产生的氧浓度梯度,氧扩散起到了将表面反应产生的氧空位快速转移到体相的作用,从而有效地保持了反应过程中表面活性氧的覆盖度.并且随着Zr的引入,Ce_(1-x)Zr_(x)O_(2)的储氧能力得以增强,可容纳更多来自表面的氧空位,从而使表面氧化活性保持更长时间.此外,通过拉曼光谱、X射线光电子能谱和原位漫反射红外傅立叶变换光谱等多种原位表征技术对上述反应模型进行了验证.综上,本文为V基氧化还原催化剂应用于CL-ODH反应过程中氧扩散和表面反应的作用提供了更深入的认识,并为高性能氧化还原催化剂的设计提供了理论参考. 展开更多
关键词 丙烷脱氢 V基催化剂 氧化还原化学 表面反应 晶格氧扩散
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NH_3在V_2O_5/AC催化剂表面的吸附与氧化 被引量:24
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作者 马建蓉 刘振宇 +1 位作者 黄张根 刘清雅 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第1期91-96,共6页
将V2O5担载在活性焦(AC)上制得V2O5/AC催化剂,通过吸附脱附实验、程序升温脱附实验与原位质谱结合,对200℃下NH3在V2O5/AC催化剂表面的吸附和氧化行为进行了研究.结果表明,AC具有吸附NH3和将NH3转化为NO的能力,这种能力可能源于两种活性... 将V2O5担载在活性焦(AC)上制得V2O5/AC催化剂,通过吸附脱附实验、程序升温脱附实验与原位质谱结合,对200℃下NH3在V2O5/AC催化剂表面的吸附和氧化行为进行了研究.结果表明,AC具有吸附NH3和将NH3转化为NO的能力,这种能力可能源于两种活性位;担载V2O5后,催化剂对NH3的吸附能力显著增强,并产生了新的NH3氧化产物N2,但NH3氧化为NO的能力减弱;SO2在催化剂表面的吸附进一步增大了V2O5/AC对NH3的吸附量,这可能是因为硫铵盐的生成消除了催化剂将NH3氧化转化为NO和N2的能力.当催化剂表面吸附的NH3接近饱和,即表面接近酸碱平衡后NH3才能被氧化为N.NH的几个氧化反应都主要依赖气相的O,催化剂自身的化合氧作用很小. 展开更多
关键词 五氧化二钒 活性焦 吸附 氧化 二氧化硫 选择性还原
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负载型V_2O_5/TiO_2催化剂表面分散状态和性质对氨选择性催化还原NO性能的影响(英文) 被引量:23
5
作者 唐富顺 庄柯 +4 位作者 杨芳 杨利利 许波连 邱金恒 范以宁 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期933-940,共8页
采用多种物理化学手段研究了不同负载量V2O5/TiO2催化剂的VOx物种分散状态、表面酸性、可还原性及其选择性催化还原(SCR)NO性能.结果表明,V2O5在锐钛矿TiO2表面的实测单层分散容量约为1.14mmol V/100m2TiO2,与"嵌入模型"的估... 采用多种物理化学手段研究了不同负载量V2O5/TiO2催化剂的VOx物种分散状态、表面酸性、可还原性及其选择性催化还原(SCR)NO性能.结果表明,V2O5在锐钛矿TiO2表面的实测单层分散容量约为1.14mmol V/100m2TiO2,与"嵌入模型"的估算值相符,表明分散态的钒离子应键合在TiO2表面的八面体空位上.随着V2O5负载量的增加,V2O5/TiO2催化剂上NO转化频率(TOF)先急剧增加,至0.70mmol V/100m2TiO2(略超过分散容量的一半)时达到极大(约8.3×10-3s-1),然后又急剧下降;同时,孤立VOx物种可能倾向于分散在相邻的八面体空位上,且通过V-O-V化学键相连形成聚合的VOx物种,V-O-V键所占比例增加而V-O-Ti键所占比例减小,催化剂表面单位钒离子的Brnsted酸中心量增加,故催化剂的TOF急剧增加.随着负载量进一步增加,虽然催化剂表面单位钒离子的Brnsted酸中心量仍缓慢增加,但V-O-Ti键所占比例减少,导致钒离子的可还原性下降,另外,分散容量以上时晶相V2O5的形成也导致钒离子表面利用率下降,从而导致催化剂的TOF下降.桥式Brnsted酸位(V-O(H)-V)也是SCR反应活性中心之一,不同负载量V2O5/TiO2催化剂上SCR活性与表面VOx物种的分散状态、表面酸性和钒离子可还原性密切相关. 展开更多
关键词 钒氧物种 分散状态 选择性催化还原 B酸位 可还原性 氮氧化物
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V_2O_5/CeO_2催化剂上甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷 被引量:10
6
作者 郭荷芹 李德宝 +2 位作者 陈从标 范志宏 孙予罕 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第5期813-818,共6页
采用溶胶-凝胶法制备了V2O5/CeO2催化剂,并用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷(DMM)反应中.考察了V2O5含量对钒氧化物的存在状态、催化剂表面酸性、氧化-还原性及其催化甲醇氧化反应性能的影响.结果表明,V2O5含量为15%时钒氧化物呈单... 采用溶胶-凝胶法制备了V2O5/CeO2催化剂,并用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷(DMM)反应中.考察了V2O5含量对钒氧化物的存在状态、催化剂表面酸性、氧化-还原性及其催化甲醇氧化反应性能的影响.结果表明,V2O5含量为15%时钒氧化物呈单层分散,小于15%时以孤立或聚合态存在,大于20%时出现V2O5晶体,达到30%时出现CeVO4.当V2O5含量为15%时,较高的钒氧化物分散度使催化剂具有较强的氧化还原能力和较多的酸性中心,从而使催化剂具有较高的活性和DMM选择性. 展开更多
关键词 氧化钒 氧化铈 甲醇氧化 酸性 氧化-还原性 二甲氧基甲烷
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介孔氧化铝负载钒催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯 被引量:12
7
作者 汪玉 谢颂海 +2 位作者 岳斌 冯素姣 贺鹤勇 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1054-1060,共7页
采用浸渍法制备了介孔氧化铝(m-Al2O3)负载钒催化剂(V/m-Al2O3),并考察了其催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应活性.通过N2吸附-脱附、透射电镜、X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、氢-程序升温还原和氨-程序升温脱附对催化剂进行了表征.结... 采用浸渍法制备了介孔氧化铝(m-Al2O3)负载钒催化剂(V/m-Al2O3),并考察了其催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应活性.通过N2吸附-脱附、透射电镜、X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、氢-程序升温还原和氨-程序升温脱附对催化剂进行了表征.结果表明,介孔氧化铝具有大比表面积、窄孔径分布和两维六方相结构,在其上负载适量的V可实现V活性物种的高分散及催化剂的弱酸性,从而有利于提高丙烷转化率和丙烯选择性.与共合成法制备的含V介孔氧化铝V/m-Al2O3(C)和浸渍法制备的V/γ-Al2O3相比,V/m-Al2O3表现出更高的催化活性.这与载体较弱的酸性和较大的比表面积以及V物种的高分散有关. 展开更多
关键词 介孔氧化铝 氧化钒 丙烷 氧化脱氢 丙烯
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Si改性对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂NH_3-SCR活性和热稳定性的影响(英文) 被引量:14
8
作者 刘雪松 吴晓东 +3 位作者 许腾飞 翁端 司知蠢 冉锐 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1340-1346,共7页
V_2O_5/WO_3-TiO_2是NH_3-SCR领域应用最为广泛的商用脱硝催化剂,该催化剂具有良好的抗硫中毒性能;但其水热稳定性却相对较差,高温条件下运行会严重失活.这主要是由于锐钛型TiO_2在高温下发生团聚或相变,生成比表面积较小的晶红石型TiO... V_2O_5/WO_3-TiO_2是NH_3-SCR领域应用最为广泛的商用脱硝催化剂,该催化剂具有良好的抗硫中毒性能;但其水热稳定性却相对较差,高温条件下运行会严重失活.这主要是由于锐钛型TiO_2在高温下发生团聚或相变,生成比表面积较小的晶红石型TiO_2,进而导致活性组分V_2O_5和WO_3团聚或挥发.结局问题的关键是提高载体TiO_2的水热稳定性,而添加Al,Zr和Si等元素对TiO_2进行改性则被认为是最有效的方法之一.Si改性的V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后仍然具有较高的比表面积、较多的酸性位和稳定晶体结构,但其作用机理仍不明确.本文分别考察了750oC水热老化处理24h对V_2O_5/WO_3-TiO_2和V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂结构和催化活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、拉曼光谱(Raman)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段研究了Si改善V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热稳定性的原因.结果表明,水热老化后,Si改善的催化剂和载体的比表面积降幅较小.XRD结果表明,Si添加到TiO_2中可形成Ti-O-Si固溶体,固溶体的形成使TiO_2晶界能提高,可防止水热老化过程中TiO_2的团聚和相变,进而提高其水热稳定性.负载V后,Si对载体的稳定作用则更加明显.这主要是因为低熔点的V_2O_5会加剧载体的团聚和相变.结合H_2-TPR和Raman结果可知,V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后发生TiO_2团聚或相变,进而导致活性组分多聚态V_2O_5团聚生成V_2O_5晶粒或Ti-V-O固溶体,而后者对SCR反应活性的贡献非常低;同时,水热老化还使得助剂WO_3从WO_3-TiO_2中脱离出来,因而导致催化剂活性和选择性下降.然而由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂载体具有良好水热稳定性,经水热处理后仍保持着锐钛晶型和较小的晶粒,抑制了活性组分V_2O_5的严重团聚或形成固溶体;同时还使得高分散态V_2O_5轻微团聚形成主要活性组分多聚态V_2O_5,因此催化活性反而提高.另外,由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂中形成了Ti-O-Si固溶体,进而产生更多的酸性位,水热处理后,其酸性位降低幅度较小;而V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂酸性位数量明显减少,这与其载体和活性组分的烧结和相变相关,这也是导致其失活的主要原因之一. 展开更多
关键词 V2O5/WO3-TiO2 NH3-SCR 水热稳定性 多聚态钒 脱硝
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Cr改性钒基催化剂对NH_3低温选择性催化还原NO_x的影响(英文) 被引量:24
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作者 杨睿 黄海凤 +2 位作者 陈一杰 张细雄 卢晗锋 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1256-1262,共7页
火电厂和机动车辆等的NOx排放量与日俱增,NOx的治理已成为环境保护的重要组成部分.以NH3作为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术是目前消除NOx最为高效的方法之一.该反应最为典型的催化剂是V2O5–WO3(MoO3)/TiO2,催化活性窗口为250–400o... 火电厂和机动车辆等的NOx排放量与日俱增,NOx的治理已成为环境保护的重要组成部分.以NH3作为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术是目前消除NOx最为高效的方法之一.该反应最为典型的催化剂是V2O5–WO3(MoO3)/TiO2,催化活性窗口为250–400o C.国外通常将SCR系统置于省煤器之后,此时烟气温度在300o C以上,催化剂能保持较高的活性,但易受到烟气中高浓度烟尘、SO2和碱金属等的影响,寿命相对较短.此外,高温工艺中副产物硫酸铵的堵塞也是一个不可忽视的问题.因此,将SCR脱硝装置设在脱硫除尘之后成为一种优选技术之一,但烟气温度会降至250o C以下,而常规的钒基催化剂不能满足低温活性要求.通过添加助剂或改变载体可改善钒基催化剂的低温活性,同时保持其高效的抗硫能力.本文以Cr和V为活性组分,Ti O2为载体,采用浸渍法制备了铬钒钛(Cr–VO x/Ti O2)系列催化剂,考察了它们的低温脱硝活性和抗水抗硫性,并通过N2吸附-脱附、X射线衍射、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱等手段对催化剂进行了表征,分析了Cr–V催化剂的作用机制.结果显示,当n(Cr):n(V)为0.2:0.8,活性组分负载量为10 wt%时,Cr–VO x/Ti O2催化剂表现出最佳的低温催化活性;当反应温度为160°C时,NO x转化率达到90%以上,明显优于其他催化剂,同时活性窗口(160–300°C)得到拓宽.NH3-TPD结果表明,VO x/Ti O2催化剂表面呈中弱酸性,随着Cr的添加,钒基催化剂的NH3脱附峰向高温拓宽,说明其表面强酸量有所增加,Cr0.2–V0.8/Ti O2在160–300°C范围内均出现了NH3的脱附峰,此时催化剂表面弱酸量最大.当n(Cr):n(V)大于0.2:0.8时,催化剂表面出现强酸位,这种强酸位不利于NH3脱附,从而不利于SCR反应的进行.因此适量Cr的添加有助于提高钒基催化剂表面弱酸及中性酸量.H2-TPR结果发现,助剂Cr的添加使得催化剂表面氧量增加,这可能是由于Cr的添加形成了较多的氧空穴和未饱和的化学键.催化剂表面化学吸附氧是氧化还原反应最活跃的氧物种,在SCR反应中,表面氧可作为NO的吸附介质参与到催化剂表面反应中,可有效提高SCR反应速率.通过考察活性组分负载量对催化剂活性的影响,发现不同负载量催化剂的催化活性依次为10 wt%>20wt%>50wt%>5wt%.XPS分析发现,当负载量为10 wt%时,催化剂表面非计量的钒离子和化学性质活跃的自由电子最多,因此表现出最佳的SCR活性;当负载量过高时,大量氧化物堆积烧结形成V2O5和Cr2V4O13,覆盖了钒离子活性位点,降低了催化剂脱硝效率.催化剂在220°C表现出良好的抗硫性,在通入100 ppm SO212 h后NOx的转化率仍可达99%以上,并未出现硫中毒现象.同时该催化剂也表现出较好的抗水性,在通入10 vol%水蒸气12 h后,NOx转化率仍能达85%以上. 展开更多
关键词 低温 选择性催化还原 铬钒钛催化剂 烟气脱硝 抗硫性 铬掺杂
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V_2O_5/TiO_2催化剂的表面结构和酸碱性及氧化还原性 被引量:14
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作者 刘学军 顾晓东 沈俭一 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第9期674-680,共7页
研究了一系列锐钛矿担载的钒氧化物催化剂的表面性质 .X射线衍射和Raman光谱表明 ,8%V2 O5/TiO2 催化剂上的V2 O5处于单层分散状态 .程序升温还原研究表明 ,单层分散的钒物种较易被还原 ,而形成多聚态和晶态后钒物种的还原温度升高 .NH3... 研究了一系列锐钛矿担载的钒氧化物催化剂的表面性质 .X射线衍射和Raman光谱表明 ,8%V2 O5/TiO2 催化剂上的V2 O5处于单层分散状态 .程序升温还原研究表明 ,单层分散的钒物种较易被还原 ,而形成多聚态和晶态后钒物种的还原温度升高 .NH3 吸附量热结果表明 ,在钒物种达到单层分散前 ,催化剂的表面酸性随钒担载量的增加而减弱 ,超过单层分散后 ,表面酸位的数目和强度基本不变 .异丙醇脱氢 /脱水反应结果表明 ,有O2 时V2 O5/TiO2 催化剂显示出很强的氧化还原性 ,无O2时催化剂的脱水选择性较高 .通过异丙醇的脱氢 /脱水反应 ,将V2 O5/TiO2 展开更多
关键词 氧化钒 二氧化钛 负载型催化剂 表面酸碱性 氧化还原性 异丙醇 脱水 脱氢 氧化脱氢
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酸碱性和氧化还原性对负载型钒基催化剂丙烷氧化脱氢性能的影响 被引量:10
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作者 陈明树 翁维正 +1 位作者 许翩翩 万惠霖 《天然气化工—C1化学与化工》 CSCD 北大核心 1998年第5期17-20,共4页
用XRD、Raman、TPR和Py-IR表征乙酰丙酮络钒法制备的不同氧化物和磷酸盐负载的钒氧化物催化剂,结果表明,钒氧化物在载体MgO、Al2O3、Mg3(PO4)2、AlPO4和Zr3(PO4)4上是高分散的,没有... 用XRD、Raman、TPR和Py-IR表征乙酰丙酮络钒法制备的不同氧化物和磷酸盐负载的钒氧化物催化剂,结果表明,钒氧化物在载体MgO、Al2O3、Mg3(PO4)2、AlPO4和Zr3(PO4)4上是高分散的,没有生成明显的V2O5晶相;催化剂的可还原性与相应载体氧化物或磷酸盐的金属还原电位序有较好的对应关系,同时与其丙烷氧化脱氢活性也存在较好的平行关系,表明钒氧化物与载体的阳离子形成V-O-M桥键,该桥键氧较易移去,可能是丙烷氧化脱氢的活性氧物种;催化剂表面酸性位有利于丙烷C-H键的活化,但导致深度氧化产物增多。 展开更多
关键词 丙烷 氧化脱氢 酸碱性 钒基 催化剂 丙烯
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载体SiO_2表面修饰对钒基催化剂丙烷氧化脱氢催化性能的影响 被引量:4
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作者 陈明树 翁维正 +1 位作者 万惠霖 许翩翩 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期556-561,共6页
用XRD、Raman、FT-IR、51V-NMR、Py-IR和TPR-TPO表征SiO2或SiO2上预负载MgO后负载的钒氧化物催化剂体系.SiO2上直接负载钒氧化物,在钒负载量约为5wt%V2O5时出现V2O5晶相... 用XRD、Raman、FT-IR、51V-NMR、Py-IR和TPR-TPO表征SiO2或SiO2上预负载MgO后负载的钒氧化物催化剂体系.SiO2上直接负载钒氧化物,在钒负载量约为5wt%V2O5时出现V2O5晶相,而预负载MgO的在相同钒含量时则没有出现V2O5晶相,表明预负载MgO促进了钒氧化物在载体表面的分散.预负载MgO的催化剂的可还原性和其还原态活化气相氧的活性较低,有较好的丙烷氧化脱氢的丙烯选择性,同时又因有较强的表面酸性位,有利于对丙烷仲碳C-H键的活化,而能保持其较高的丙烷氧化脱氢活性.钒氧物种与载体形成V-O-Mg(Si)桥键。 展开更多
关键词 钒氧化物 丙烷 氧化脱氢 钒基催化剂 催化性能
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纳米钒钛硫催化剂催化甲醇氧化一步合成二甲氧基甲烷 被引量:7
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作者 郭荷芹 李德宝 +2 位作者 姜东 李文怀 孙予罕 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期1-5,17,共6页
用快速燃烧法制备了纳米钒钛硫催化剂并采用固定床反应器考察了甲醇氧化一步制取二甲氧基甲烷(DMM)的性能。结果表明硫的改性有效抑制了甲酸甲酯(MF)的生成,显著提高了DMM选择性,这与硫对催化剂表面酸性修饰有关。XRD,FT-IR,NH3-TPD和H2... 用快速燃烧法制备了纳米钒钛硫催化剂并采用固定床反应器考察了甲醇氧化一步制取二甲氧基甲烷(DMM)的性能。结果表明硫的改性有效抑制了甲酸甲酯(MF)的生成,显著提高了DMM选择性,这与硫对催化剂表面酸性修饰有关。XRD,FT-IR,NH3-TPD和H2-TPP-MS结果表明,硫以硫酸根形式存在,硫物种的存在没有改变钒氧化物的赋存形式及其氧化还原性能,但显著增加了催化剂表面酸性中心。反应前后催化剂硫酸根含量及催化剂表面酸性均无明显变化,催化剂具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 钒钛硫复合催化剂 甲醇选择氧化 二甲氧基甲烷 甲缩醛
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水热法制备V-Al-O催化剂及其异丁烷脱氢性能 被引量:2
14
作者 马红超 初婷婷 +2 位作者 付颖寰 董晓丽 薛文平 《大连工业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期178-181,共4页
以水热法制备了具有高活性与稳定性的异丁烷脱氢V-Al-O催化剂,采用XRD、H2-TPR、RA-MAN和XPS等方法对催化剂的结构和性质进行了表征。研究表明,随着钒含量的增加,表面钒物种由高分散孤立状态向聚合态及晶态转变。异丁烷催化脱氢活性测... 以水热法制备了具有高活性与稳定性的异丁烷脱氢V-Al-O催化剂,采用XRD、H2-TPR、RA-MAN和XPS等方法对催化剂的结构和性质进行了表征。研究表明,随着钒含量的增加,表面钒物种由高分散孤立状态向聚合态及晶态转变。异丁烷催化脱氢活性测试显示,催化剂表面孤立的、高分散的钒物种具有更高的脱氢活性,而表面聚合度高的钒物种则表现出更好的选择性。当催化剂钒质量分数为16%时,获得的催化剂脱氢活性最高,其异丁烷转化率达55%,异丁烯选择性超过85%。水热法制备的催化剂对异丁烷脱氢均具有一定的稳定性. 展开更多
关键词 水热法 钒基催化剂 异丁烷 脱氢
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负载型钒基催化剂上丙烷的氧化脱氢──酸碱性及氧化还原性质对催化性能的影响 被引量:4
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作者 陈明树 翁维正 +1 位作者 万惠霖 许翩翩 《催化学报》 CSCD 北大核心 1998年第6期542-545,共4页
用乙酰丙酮络钒法制备了两组不同氧化物和磷酸盐载体负载的钒载量为5%V2O5的催化剂.XRD和Raman光谱表征结果表明,钒氧化物在载体MgO,Al2O3,Mg3(PO4)2,AlPO4和Zr3(PO4)4上是高度分散... 用乙酰丙酮络钒法制备了两组不同氧化物和磷酸盐载体负载的钒载量为5%V2O5的催化剂.XRD和Raman光谱表征结果表明,钒氧化物在载体MgO,Al2O3,Mg3(PO4)2,AlPO4和Zr3(PO4)4上是高度分散的,没有生成明显的V2O5晶相;催化剂的可还原性与其氧化物或磷酸盐载体的金属还原电位序有较好的对应关系,与其丙烷氧化脱氢活性也存在较好的平行关系,表明钒氧化物与载体的阳离子形成了V—O—M桥键,该桥键氧较易移去,可能是丙烷氧化脱氢的活性氧物种;催化剂表面酸性位有利于丙烷C—H键的活化,但导致深度氧化产物增多. 展开更多
关键词 丙烷 氧化脱氢 丙烯 钒基 催化剂 负载型 酸碱性
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钒钛催化剂制备方法对甲醇氧化制二甲氧基甲烷反应性能的影响 被引量:2
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作者 郭荷芹 李德宝 +1 位作者 李文怀 孙予罕 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期99-102,共4页
分别用快速燃烧法(RC)、共沉淀法(CP)、浸渍法(IM)和机械混合法(PM)制备了钒钛催化剂,并将其应用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷的反应中。同时采用X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附(BET)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD),H2程序升温还原(H2-T... 分别用快速燃烧法(RC)、共沉淀法(CP)、浸渍法(IM)和机械混合法(PM)制备了钒钛催化剂,并将其应用于甲醇氧化一步法合成二甲氧基甲烷的反应中。同时采用X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附(BET)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD),H2程序升温还原(H2-TPR)等多种手段对催化剂进行了表征。结果表明RC催化剂上钒的分散度最高,酸中心数最多,同时氧化还原能力较强。甲醇氧化反应结果表明,RC催化剂上甲醇转化率和DMM选择性最高,这可能与RC上较高的钒分散度,较强的氧化还原能力和较多的酸性中心数有关。 展开更多
关键词 甲醇氧化 钒钛催化剂 二甲氧基甲烷
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热分析法钒钛负载型催化剂单分子层结构的测定 被引量:1
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作者 顾民 李伟 吕静兰 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1078-1081,共4页
采用DTA-TG及XRD法测定了钒钛选择氧化催化剂中,V2O5沉积在锐钛矿型TiO2载体表面的存在形式和分布情况,得到了V2O5在TiO2表面上的最大单分子层分散容量。建立了钒钛催化剂的密置单分子层模型,并由计算得到其最大单分子层分散容量。同时... 采用DTA-TG及XRD法测定了钒钛选择氧化催化剂中,V2O5沉积在锐钛矿型TiO2载体表面的存在形式和分布情况,得到了V2O5在TiO2表面上的最大单分子层分散容量。建立了钒钛催化剂的密置单分子层模型,并由计算得到其最大单分子层分散容量。同时测定了该氧化催化剂在不同单分子层结构基础上的还原能力。 展开更多
关键词 钒钛催化剂 单分子层 差热分析 热重分析 选择氧化
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载体TiO_2晶型对甲醇选择氧化性能的影响
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作者 刘经伟 傅玉川 沈俭一 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期112-116,共5页
以比表面积相近的锐钛和金红石Ti O2为载体,制备了负载钒氧和硫酸根物种的催化剂,比较了催化甲醇选择氧化的性能。结果表明,与金红石负载的催化剂相比,锐钛负载的钒氧催化剂具有较好的氧化性和酸性,在反应温度为433 K时,甲醇氧化的转化... 以比表面积相近的锐钛和金红石Ti O2为载体,制备了负载钒氧和硫酸根物种的催化剂,比较了催化甲醇选择氧化的性能。结果表明,与金红石负载的催化剂相比,锐钛负载的钒氧催化剂具有较好的氧化性和酸性,在反应温度为433 K时,甲醇氧化的转化率较为接近,但产物中甲醛和甲酸甲酯的总选择性为63%,高于金红石负载催化剂上的54%。硫酸根的引入增加了甲醇转化率和甲缩醛选择性,在金红石负载型催化剂上尤为明显,甲缩醛选择性提高至88%。 展开更多
关键词 锐钛 金红石 钒氧物种 甲醇 氧化
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氧化钛负载脱硝催化剂的碱中毒过程:氧化钒的保留和氧化钨的牺牲(英文) 被引量:8
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作者 陈昶名 吴晓东 +4 位作者 尉文超 高宇曦 翁端 石磊 耿春雷 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1287-1294,共8页
V2O5-WO3/TiO2催化剂目前已广泛用于电厂和工业锅炉燃烧废气脱硝,但燃烧原料煤及石油中含有的杂质元素碱金属与碱土金属元素可吸附在催化剂上,不仅会减少催化剂酸性位的数量,还会与催化活性元素结合生成惰性物种,导致催化剂失活.因此,... V2O5-WO3/TiO2催化剂目前已广泛用于电厂和工业锅炉燃烧废气脱硝,但燃烧原料煤及石油中含有的杂质元素碱金属与碱土金属元素可吸附在催化剂上,不仅会减少催化剂酸性位的数量,还会与催化活性元素结合生成惰性物种,导致催化剂失活.因此,已有许多有关钒钨钛催化剂碱中毒的研究,从催化剂的氧化还原能力、酸性位损失及表面孔结构等方面进行了讨论.但这些研究大多集中在碱中毒对活性组分V2O5的影响及中毒催化剂的活性变化,很少涉及催化剂中WO3的作用,也缺乏有关不同活性元素与钾盐反应的实验证据.本文采用过量浸渍法制备了不同钒和钨含量的钒钨钛催化剂,研究了氯化钾对其氨法选择性催化还原(NH3-SCR)活性的失活效应.利用感应耦合等离子体、N2吸附、拉曼光谱、H2程序升温还原、NH3吸附红外光谱和NH3氧化活性等手段对新鲜和中毒催化剂的性质进行了表征,特别探讨了V2O5和WO3对催化剂抗碱中毒能力的贡献.催化剂活性测试结果表明,V2O5含量越高,活性温度窗口越宽,而且含有WO3的三元催化剂活性高于V2O5/Ti O2二元催化剂.催化剂的BET比表面积和孔结构取决于TiO2载体,随活性组分配比变化不大,说明催化剂物理结构性质并非影响活性的主要因素.原位红外光谱及H2程序升温还原测试结果表明,随V2O5含量提高,催化剂表面Brnsted酸性位数量及氧化还原能力提高.作为反应的主要活性物种,V2O5在碱中毒处理后变成惰性的偏钒酸钾KVO3,使催化剂中Brnsted酸性位减少,热稳定性下降,并削弱了催化剂的氧化还原能力,因此低钒含量的催化剂容易严重中毒失活.在高钒负载量(3%)时,部分V2O5在碱中毒后得以保留,从而使催化剂保持了一定的脱硝催化活性.另外,WO3能给催化剂表面提供热稳定的酸性位,虽然WO3自身的氧化还原能力差,但其能改善V2O5的分散性,从而提高V2O5-WO3/TiO2催化剂的活性.除此之外,WO3在催化剂碱中毒过程中还能扮演牺牲剂,与钾反应生成钨酸钾(K2WO4),即在V2O5与钾离子结合形成KVO3的同时,部分WO3也会与钾反应形成K2WO4,可以使三元催化剂保留更多的活性V物种.因此,在所研究的催化剂中,高钒负载量的V2O5-WO3/Ti O2催化剂表现出最好的抗碱中毒能力.活性影响因素分析表明,对于新鲜催化剂,其表面吸附的NH3量足够多,催化剂活性与表面酸性相关度不大,脱硝效率主要取决于催化剂的氧化还原能力.但是,对于碱中毒处理后的催化剂,其表面吸附NH3的能力大大削弱,这时脱硝效率除了受催化剂氧化还原能力影响,在很大程度上也依赖于催化剂的表面酸性. 展开更多
关键词 氧化钒 氧化钨 选择性催化还原 碱失活 活性位 牺牲剂
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CO2气氛下MCF负载氧化钒催化剂上乙苯脱氢反应(英文) 被引量:7
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作者 李春光 缪长喜 +5 位作者 聂颖颖 乐英红 顾松园 杨为民 华伟明 高滋 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期993-998,共6页
以介孔氧化硅泡沫MCF为载体合成了一系列负载型氧化钒催化剂(V含量为2%~10%).采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原对V/MCF催化剂的结构和织构性质进行了表征,并评价了催化剂在CO2气氛下的乙苯脱氢性能.V/MCF催化剂具有较高的乙苯脱... 以介孔氧化硅泡沫MCF为载体合成了一系列负载型氧化钒催化剂(V含量为2%~10%).采用N2吸附、X射线衍射和H2程序升温还原对V/MCF催化剂的结构和织构性质进行了表征,并评价了催化剂在CO2气氛下的乙苯脱氢性能.V/MCF催化剂具有较高的乙苯脱氢活性,其中V含量为6%的催化剂具有最高的反应活性.V/MCF催化剂的乙苯脱氢活性显著高于V/MCM-41,这是由于前者具有较高的可还原性以及较好的扩散性能.CO2气氛下的乙苯转化率明显高于N2气氛下的,这归因于CO2与乙苯发生氧化脱氢,并通过逆水煤气变换反应在线除去脱氢反应生成的氢. 展开更多
关键词 氧化钒 介孔氧化硅泡沫 负载型催化剂 乙苯脱氢 苯乙烯 二氧化碳
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