双模板剂合成介孔MoVTeNbO复合金属氧化物及其催化性能研究

分别使用PEG/CTAB以及OP/CTAB为双模板剂,诱导合成了具有介孔结构的MoVTeNbO复合金属氧化物催化剂,并将其应用于丙烯选择性氧化制丙烯酸.结果表明:使用双模板剂CTAB/PEG,且当n(Mo)∶n(V)∶n(Te)∶n(Nb)∶n(PEG)∶n(CTAB)=1∶0.34∶0.22∶0.13∶0.056∶0.047时,能够诱导MoVTeNbO复合金属氧化物形成分布均一的介孔结构,孔径分布集中在4~10 nm,孔容为0.058 cm^(3)/g;采用OP/CTAB为双模板剂时,添加不同比例的模板剂均能诱导合成具有明显介孔结构的MoVTeNbO复合金属氧化物催化剂,而且当n(Mo)∶n(V)∶n(Te)∶n(Nb)∶n(OP)∶n(CTAB)=1∶0.34∶0.22∶0.13∶0.011∶0.044时,合成的OP-2催化剂孔径分布集中在7~14 nm,孔容为0.132 cm^(3)/g;在催化丙烯氧化制丙烯酸反应中表现出良好的催化活性,对丙烯酸的选择性最高可达82%,与不使用OP/CTAB制备的催化剂相比,对丙烯酸的选择性提高了至少22.78%.

MoVTeNbO催化剂的研究新进展及展望

论述了近年来国内外对丙烷氧化制丙烯酸反应机理的研究,复合金属氧化物催化剂MoVTeNbO的研究新进展。重点介绍了制备MoVTeNbO催化剂的几种新方法和催化剂制备过程中组成变化和催化剂中活性相组成对催化剂性能的影响,并展望了未来的发展趋势。

W/Cr掺杂对MoVTeNbO催化丙烷氧化性能的影响

采用溶液法制备了W/Cr掺杂的MoVTeNbO催化剂,利用XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、BET、SEM以及EDS等手段对掺杂催化剂的结构及组成进行表征,考察n(W)/n(Cr)不同掺杂量对MoVTeNbO催化剂结构及其催化丙烷选择性氧化反应性能的影响。结果表明,双元素掺杂影响催化剂的晶相结构、氧化还原性、酸性、元素含量等,进而对催化剂的选择性及收率产生有利影响。其中,掺杂量n(W)/n(Mo)和n(Cr)/n(Mo)分别为0.010和0.015时,所得催化剂催化丙烷氧化反应的丙烯酸选择性和收率均优于未掺杂和单掺杂催化剂的结果,其丙烯酸选择性达到46.0%,比未掺杂和单掺杂催化剂分别提高9.4%和5.6%;而其丙烯酸收率达到26.4%,比未掺杂及单掺杂催化剂分别提高4.8%和3.6%。

高比表面介孔MoVTeNbO催化剂的制备及其催化性能

采用水热法添加模板剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和配合剂柠檬酸(CA)制备了Mo VTe Nb O系列催化剂,并将其应用于丙烯一步氧化制备丙烯酸的反应.结果表明,CA的添加量对催化剂的形貌、孔结构、比表面积及催化性能具有明显的影响.当n(CA)/n(Mo)=0.36时,Mo VTe Nb O催化剂为介孔纳米催化剂,其平均孔径为4.9 nm,具有较高的比表面积(37.8 m2/g)和较小的催化剂晶粒(粒径范围为10~16 nm),与常规水热法制备的催化剂相比,Mo VTe Nb O介孔纳米催化剂的晶粒变小、催化性能得到了显著提高,丙烯一步氧化制丙烯酸的转化率可由53.9%提高至71.2%,丙烯酸收率可提高到45.8%.