钾调变Mo/SBA-15催化剂用于乙烷选择氧化制乙醛

李建梅 刘坚 任立伟 刘清龙 赵震 韦岳长 段爱军 姜桂元

引用本文: 李建梅, 刘坚, 任立伟, 刘清龙, 赵震, 韦岳长, 段爱军, 姜桂元. 钾调变Mo/SBA-15催化剂用于乙烷选择氧化制乙醛[J]. 物理化学学报, 2014, 30(9): 1736-1744. doi: 10.3866/PKU.WHXB201407091 shu
Citation:  LI Jian-Mei, LIU Jian, REN Li-Wei, LIU Qing-Long, ZHAO Zhen, WEI Yue-Chang, DUAN Ai-Jun, JIANG Gui-Yuan. Selective Oxidation of Ethane to Aldehydes over Potassium-Promoted SBA-15-Supported Molybdenum Oxide Catalysts[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(9): 1736-1744. doi: 10.3866/PKU.WHXB201407091 shu

钾调变Mo/SBA-15催化剂用于乙烷选择氧化制乙醛

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21376261,21173270,21177160) 

    北京市自然科学基金(2142027) 

    国家高技术研究发展计划项目(863)(2013AA065302) 

    高等学校博士学科点专项科研基金项目(20130007110007)资助 

摘要:

采用两步浸渍法制备钾改性的Mo/SBA-15 催化剂. 采用N2吸附,X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱,拉曼(Raman)光谱,NH3程序升温脱附(NH3-TPD),CO2程序升温脱附(CO2-TPD),H2程序升温还原(H2-TPR)等手段表征催化剂的物理化学性质. 研究结果表明,在Mo0.75/SBA-15 中添加K之后,有新物种钾钼酸盐生成,并且当K/Mo的摩尔比不同时,钼物种的存在状态也不同. 添加钾之后,催化剂的活性和总醛(甲醛、乙醛、丙烯醛)的选择性均有所提高,并且受钾的添加量影响. 在575 ℃时,在K0.25-Mo0.75/SBA-15催化剂上醛的收率可高达8.5%(摩尔分数).

English

    1. [1]

      (1) Lou, Y.;Wang, H.; Zhang, Q.;Wang, Y. J. Catal. 2007, 24, 245.

      (1) Lou, Y.;Wang, H.; Zhang, Q.;Wang, Y. J. Catal. 2007, 24, 245.

    2. [2]

      (2) Nieto, J. M. L.; Solsona, B.; Concepcion, P.; Ivars, F.; Dejoz, A.; Vazquez, M. J. Catal. Today 2010, 157, 291. doi: 10.1016/j.cattod.2010.01.046(2) Nieto, J. M. L.; Solsona, B.; Concepcion, P.; Ivars, F.; Dejoz, A.; Vazquez, M. J. Catal. Today 2010, 157, 291. doi: 10.1016/j.cattod.2010.01.046

    3. [3]

      (3) Liu, J.; Yu, L.; Zhao, Z.; Chen, Y.; Xu, C.; Duan, A.; Jiang, G. J. Catal. 2012, 285, 134. doi: 10.1016/j.jcat.2011.09.029(3) Liu, J.; Yu, L.; Zhao, Z.; Chen, Y.; Xu, C.; Duan, A.; Jiang, G. J. Catal. 2012, 285, 134. doi: 10.1016/j.jcat.2011.09.029

    4. [4]

      (4) Zhao, Z.; Yamada, Y.; Teng, Y.; Ueda, A.; Nakagawa, K.; Kobayashi, T. J. Catal. 2000, 190, 215. doi: 10.1006/jcat.1999.2740(4) Zhao, Z.; Yamada, Y.; Teng, Y.; Ueda, A.; Nakagawa, K.; Kobayashi, T. J. Catal. 2000, 190, 215. doi: 10.1006/jcat.1999.2740

    5. [5]

      (5) Zhao, Z.; Yamada, Y.; Ueda, A.; Sakurai, H.; Kobayashi, T. Appl. Catal. A 2000, 196, 37. doi: 10.1016/S0926-860X(99)00451-2(5) Zhao, Z.; Yamada, Y.; Ueda, A.; Sakurai, H.; Kobayashi, T. Appl. Catal. A 2000, 196, 37. doi: 10.1016/S0926-860X(99)00451-2

    6. [6]

      (6) Zhang, Z.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Sha, S.; Zhang, Y.; Dou, T. Chem. Lett. 2005, 34, 1080. doi: 10.1246/cl.2005.1080(6) Zhang, Z.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Sha, S.; Zhang, Y.; Dou, T. Chem. Lett. 2005, 34, 1080. doi: 10.1246/cl.2005.1080

    7. [7]

      (7) Bañares, M. A.; Spencer, N. D.; Jones, M. D.;Wachs, I. E. J. Catal. 1994, 146, 204. doi: 10.1016/0021-9517(94)90023-X(7) Bañares, M. A.; Spencer, N. D.; Jones, M. D.;Wachs, I. E. J. Catal. 1994, 146, 204. doi: 10.1016/0021-9517(94)90023-X

    8. [8]

      (8) Liu, J.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Zhu, L.;Wang, X. Appl. Catal. B 2005, 61, 36. doi: 10.1016/j.apcatb.2005.04.006(8) Liu, J.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Zhu, L.;Wang, X. Appl. Catal. B 2005, 61, 36. doi: 10.1016/j.apcatb.2005.04.006

    9. [9]

      (9) Liu, J.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Jiang, G. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5930.(9) Liu, J.; Zhao, Z.; Xu, C.; Duan, A.; Jiang, G. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5930.

    10. [10]

      (10) Kobayashi, T. Catal. Today 2001, 71, 69. doi: 10.1016/S0920-5861(01)00439-4(10) Kobayashi, T. Catal. Today 2001, 71, 69. doi: 10.1016/S0920-5861(01)00439-4

    11. [11]

      (11) Watson, R. B.; Ozkan, U. S. J. Catal. 2000, 191, 12. doi: 10.1006/jcat.1999.2781(11) Watson, R. B.; Ozkan, U. S. J. Catal. 2000, 191, 12. doi: 10.1006/jcat.1999.2781

    12. [12]

      (12) Koc, S. N.; Gurdag, G.; Geissler, S.; Guraya, M.; Orbay, M.; Muhler, M. J. Mol. Catal. A 2005, 225, 197. doi: 10.1016/j.molcata.2004.09.009(12) Koc, S. N.; Gurdag, G.; Geissler, S.; Guraya, M.; Orbay, M.; Muhler, M. J. Mol. Catal. A 2005, 225, 197. doi: 10.1016/j.molcata.2004.09.009

    13. [13]

      (13) Erdöhelyi, A.; Fodor, K.; Solymosi, F. J. Catal. 1997, 166, 244. doi: 10.1006/jcat.1997.1519(13) Erdöhelyi, A.; Fodor, K.; Solymosi, F. J. Catal. 1997, 166, 244. doi: 10.1006/jcat.1997.1519

    14. [14]

      (14) Erdöhelyi, A.; Máté, F.; Solymosi, F. Catal. Lett. 1991, 8, 229. doi: 10.1007/BF00764121(14) Erdöhelyi, A.; Máté, F.; Solymosi, F. Catal. Lett. 1991, 8, 229. doi: 10.1007/BF00764121

    15. [15]

      (15) MacGiolla, C. E.; Mulhall, E.; Hoek, R.; Hodnett, B. K. Catal. Today 1989, 4, 383. doi: 10.1016/0920-5861(89)85034-5(15) MacGiolla, C. E.; Mulhall, E.; Hoek, R.; Hodnett, B. K. Catal. Today 1989, 4, 383. doi: 10.1016/0920-5861(89)85034-5

    16. [16]

      (16) Watson, R. B.; Ozkan, U. S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6930. doi: 10.1021/jp025512+(16) Watson, R. B.; Ozkan, U. S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6930. doi: 10.1021/jp025512+

    17. [17]

      (17) Yoon, Y. S.; Ueda,W.; Moro-oka, Y. Catal. Lett. 1995, 35, 57. doi: 10.1007/BF00807004(17) Yoon, Y. S.; Ueda,W.; Moro-oka, Y. Catal. Lett. 1995, 35, 57. doi: 10.1007/BF00807004

    18. [18]

      (18) Jurapatrakorn, J.; Coles, M. P.; Tilley, T. D. Chem. Mater. 2005, 17, 1818.(18) Jurapatrakorn, J.; Coles, M. P.; Tilley, T. D. Chem. Mater. 2005, 17, 1818.

    19. [19]

      (19) Fournier, J.; Louis, C.; Che, M.; Chaquin, P.; Masure, D. J. Catal. 1989, 119, 400. doi: 10.1016/0021-9517(89)90170-X(19) Fournier, J.; Louis, C.; Che, M.; Chaquin, P.; Masure, D. J. Catal. 1989, 119, 400. doi: 10.1016/0021-9517(89)90170-X

    20. [20]

      (20) Williams, C. C.; Ekerdt, J. G.; Jehng, J. M.; Hardcastle, F. D.; Turek, A. M.;Wachs, I. E. J. Phys. Chem. 1991, 95, 8781. doi: 10.1021/j100175a067(20) Williams, C. C.; Ekerdt, J. G.; Jehng, J. M.; Hardcastle, F. D.; Turek, A. M.;Wachs, I. E. J. Phys. Chem. 1991, 95, 8781. doi: 10.1021/j100175a067

    21. [21]

      (21) Boer, M.; Dillen, A. J.; Koningsberger, D. C.; Geus, J.W.; Vuurman, M. A.;Wachs, I. E. Catal. Lett. 1991, 11, 227. doi: 10.1007/BF00764089(21) Boer, M.; Dillen, A. J.; Koningsberger, D. C.; Geus, J.W.; Vuurman, M. A.;Wachs, I. E. Catal. Lett. 1991, 11, 227. doi: 10.1007/BF00764089

    22. [22]

      (22) Desikan, A. N.; Huang, L.; Oyama, S.T. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10050. doi: 10.1021/j100177a080(22) Desikan, A. N.; Huang, L.; Oyama, S.T. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10050. doi: 10.1021/j100177a080

    23. [23]

      (23) Zhang,W.; Desikan, A.; Oyama, S. T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 14486. doi: 10.1021/j100039a041(23) Zhang,W.; Desikan, A.; Oyama, S. T. J. Phys. Chem. 1995, 99, 14486. doi: 10.1021/j100039a041

    24. [24]

      (24) Melero, J. A.; Iglesias, J.; Arsuaga, J. M.; Sainz-Pardo, J.; Frutos, P. S. Blazquez 2007, 331, 84.(24) Melero, J. A.; Iglesias, J.; Arsuaga, J. M.; Sainz-Pardo, J.; Frutos, P. S. Blazquez 2007, 331, 84.

    25. [25]

      (25) Shupyk, I.; Piquemal, J. Y.; Briot, E.; Vaulay, M. J.; Connan, C.; Truong, S.; Zaitsev, V.; Bozon-Verduraz, F. Appl. Catal. A 2007, 325, 140. doi: 10.1016/j.apcata.2007.03.033(25) Shupyk, I.; Piquemal, J. Y.; Briot, E.; Vaulay, M. J.; Connan, C.; Truong, S.; Zaitsev, V.; Bozon-Verduraz, F. Appl. Catal. A 2007, 325, 140. doi: 10.1016/j.apcata.2007.03.033

    26. [26]

      (26) Takenaka, S.; Tanaka, T.; Funabiki, T.; Yoshida, S. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2960. doi: 10.1021/jp980134n(26) Takenaka, S.; Tanaka, T.; Funabiki, T.; Yoshida, S. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2960. doi: 10.1021/jp980134n

    27. [27]

      (27) Verbruggen, N. F. D.; Mestl, G.; Hippel, L. M. J.; Lengeler, B.; Knozinger, H. Langmuir 1994, 10, 3063. doi: 10.1021/la00021a033(27) Verbruggen, N. F. D.; Mestl, G.; Hippel, L. M. J.; Lengeler, B.; Knozinger, H. Langmuir 1994, 10, 3063. doi: 10.1021/la00021a033

    28. [28]

      (28) Verbruggen, N. F. D.; Hippel, L. M. J.; Mestl, G.; Lengeler, B.; Knoezinger, H. Langmuir 1994, 10, 3073. doi: 10.1021/la00021a034(28) Verbruggen, N. F. D.; Hippel, L. M. J.; Mestl, G.; Lengeler, B.; Knoezinger, H. Langmuir 1994, 10, 3073. doi: 10.1021/la00021a034

    29. [29]

      (29) Jede, E. J.; Requejo, F. G.; Pawelec, B.; Fierro, J. L. G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7824. doi: 10.1021/jp014648p(29) Jede, E. J.; Requejo, F. G.; Pawelec, B.; Fierro, J. L. G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7824. doi: 10.1021/jp014648p

    30. [30]

      (30) Feng, L.; Li, X.; Dadyburjor, D. B.; Kugler, E. L. J. Catal. 2000, 190, 1. doi: 10.1006/jcat.1999.2744(30) Feng, L.; Li, X.; Dadyburjor, D. B.; Kugler, E. L. J. Catal. 2000, 190, 1. doi: 10.1006/jcat.1999.2744

    31. [31]

      (31) Zhao, Z.; Liu, J.; Xu, C.; Duan, A.; Kobayashi, T.;Wachs, I. E. Topics in Catalysis 2006, 38, 309. doi: 10.1007/s11244-006-0030-9(31) Zhao, Z.; Liu, J.; Xu, C.; Duan, A.; Kobayashi, T.;Wachs, I. E. Topics in Catalysis 2006, 38, 309. doi: 10.1007/s11244-006-0030-9

    32. [32]

      (32) Naraschewski, F. N.; Kumar1, C. P.; Jentys, A.; Lercher, J. A. Appl. Catal. A 2011, 39, 163.

      (32) Naraschewski, F. N.; Kumar1, C. P.; Jentys, A.; Lercher, J. A. Appl. Catal. A 2011, 39, 163.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  471
  • 文章访问数:  873
  • HTML全文浏览量:  62
文章相关
  • 发布日期:  2014-08-29
  • 收稿日期:  2014-04-16
  • 网络出版日期:  2014-07-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章