Zn物种对CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯反应的影响研究

CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯是一种具有前景的乙烯生产方式,可以使国家在满足内需的情况下增大国际乙烯市场的竞争力.Zn基催化剂在低碳烷烃脱氢制烯烃上具有很高的催化活性,但其应用的关键在于遏制高温反应时Zn元素的流失和提高乙烯选择性.本研究以ZrO_(2)为载体负载Zn,通过XRD、Raman、TEM、UV-vis、XPS、H2-TPR等表征手段结合性能评价说明了由共沉淀法制备的1%ZnZrO_(x)(C)催化剂,可以将Zn元素锚定到ZrO_(2)上,与ZrO_(2)相比,锚定到ZrO_(2)中的Zn元素减少了副反应的发生,提高乙烯选择性的同时,还可以维持催化剂的催化活性.相对于1%ZnZrO_(x)(C)催化剂,由ZnO_(x)和ZrO_(2)直接物理混合而成的1%ZnZrO_(x)(P)催化剂催化活性的提升来自于大量存在于ZrO_(2)表面的聚集态ZnO_(x)物种.相对于锚定到ZrO_(2)上的Zn物种,大量存在于ZrO_(2)表面的ZnO_(x)物种虽然具有极高的活性,但它也导致了严重的乙烷氢解、干重整、积碳和逆水煤气等副反应,并且副反应随反应温度的升高而加剧.因此,在CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯反应中应尽量避免位于ZrO_(2)载体表面形成聚集态的ZnO_(x)物种.