12-磷钨酸铯盐催化剂上丙烷氧化脱氢反应以及cu-zeolite催化剂上以分子氧为氧化剂气相条件下苯羟基化反应的研究

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1、摘要本学位论文首先利用稀溶液沉淀法制备了不同铯取代量的12．磷钨杂多酸铯盐(CsxH3《PWl2040，x=0．9．3．O)系列催化剂，并研究了该系列催化剂在丙烷氧化脱氢反应中催化性能的变化规律。从XRD、FT-IR、低温N2吸脱附、SEM、H2．TPR和NH3一TPD表征结果可见，随着C&H3《PWl2040系列样品中铯含量的增加，样品中酸中心浓度逐渐降低，而且样品的微观形貌从具有平整紧实表面的块状崮体(C鼬H3廿W12040，x<2．0)逐渐变为可以堆集成介孔结构的纳米尺寸的小球(CsxH3-xPWl2040，石>2．2)。关联CsxH3

2、．xPWl2040(垆0．9-3．o)系列催化剂的催化活性与其物理化学性质后发现，C州3吖PWl204。系列催化剂在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中的催化性能主要是由其表面的酸性质和其孔道结构所决定的。在无介孔结构的CsxHa《PWl2040(0．9<．】c<2．O)催化剂上，C3H8的转化率随着酸中心浓度减小而降低，而产物C3H6的选择性保持在约38％，显著高于具有介孔结构的CsxH3．xPW,2040(2．2Sx叟．7)催化剂。尽管Cs；H32w,2040(2．2S石62．7)催化剂的酸中心浓度较低，由于具有介孔结构，这些系列催化剂上C3H8转化

3、率较高，但几乎不生成C3H6。存在于催化剂中的介孔孔道结构可能加强了C3H6在表面的吸附，促进了C3H6深度氧化为C02。针对丙烷氧化脱氢反应具有合适的酸性质fjl无介孔结构的Csl．5H1．5PWl2040催化剂显示高的丙烯收率。本论文中还应用固态离子交换法制备了不l青JCu含量的SR．Cu．H-ZSM．5系列催化剂，并研究了其在以分子氧为氧化剂的气相苯羟基化反应中的催化性能。从XRD、UV-vis和H2一TPR表征结果可见，催化剂制备中的焙烧温度、Cu的负载母和ZSM一5的硅铝比可以改变Cu物种与载体的相互作用强弱及Cu物种的分散状态，是

4、影响催化剂苯羟基化反应性能的重要因素。在SRl123K．1．5wt％Cu-ZSM．5(25)催化剂上可以得到了1O％以上的最佳苯酚收率。关键词：12．磷钨杂多酸铯盐，酸性，介孔结构，氧化脱氧，丙烷；SR．Cu．H-ZSM．5，羟基化，苯，苯酚。AbstractThisdissertationfirststudiedtheoxidativedehydrogenationofpropaneoverCssaltsofKeggin—typeCsxI--i3-xPWl2040whichweresynthesizedbyprecipitationbetw

5、eendiluteaqueoussolutionsofn3PWl2040andCs2C03．FromXRD，IR，N2一adsorption，SEM，1-12-TPRandNH3-TPDcharacterizations，itisclearthatalongtheincreaseinCscontentofCsxI-13-xPWl2040samples，theconcentrationofacidsitedecreasedgradually，andthemicrostructuretransformedstepbystepfromcompact

6、largeparticles(forCsxH3-xPWl2040，x<2．0)tollano-sizedsphereswithwhichmesoporousstructurewasconstructed(forCsxI-b-xPWl2040，x>2．2)．TherelationshipbetweencatalyticbehaviorsandthephysicochemicalpropertiesofCsxH3-rPWl2040samplessuggeststhattheacidityandthemicrostructureplayedimpo

7、rtantrolesondeterminingtheircatalyticperformanceinODHofC3Ha．OvertheCsxH3-xPWl2040(0．9

8、(2．2SxQ．7)catalysts．OvertheCsxH3-xPWl2040(2．2Sx受．7)catalystswithmesoporousstructur