Ce改性CuZnAl催化剂上仲丁醇脱氢制备甲乙酮

李英 马会霞 周峰 苑兴洲 张磊 张健

引用本文: 李英, 马会霞, 周峰, 苑兴洲, 张磊, 张健. Ce改性CuZnAl催化剂上仲丁醇脱氢制备甲乙酮[J]. 燃料化学学报, 2021, 49(1): 88-96. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021005 shu
Citation:  LI Ying, MA Hui-xia, ZHOU Feng, YUAN Xing-zhou, ZHANG Lei, ZHANG Jian. Performance of Ce-modified CuZnAl catalyst in the dehydrogenation of sec-butanol to methyl ethyl ketone[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 2021, 49(1): 88-96. doi: 10.19906/j.cnki.JFCT.2021005 shu

Ce改性CuZnAl催化剂上仲丁醇脱氢制备甲乙酮

    通讯作者: E-mail: zhangjian_lnpu@163.com
摘要: 采用共沉淀法制备了CuZnAl催化剂,并通过浸渍法将不同含量Ce引入到CuZnAl催化剂中,将其用于仲丁醇(SBA)脱氢制甲乙酮(MEK),研究了Ce改性对其催化性能的影响。结果表明,Ce的引入可以促使CuZnAl催化剂中Zn物种和Al物种发生反应,生成尖晶石(CuAl2O4)结构,有利于提高其催化稳定性;同时引入Ce能降低催化剂晶粒尺寸、提高CuO和ZnO的分散度,并使催化剂中Cu2+含量提高、还原温度降低、还原后催化剂中活性组分Cu0含量增加。Ce改性后的8%-Ce-CuZnAl催化剂对仲丁醇脱氢具有良好的活性,在240 °C、质量空速为5 h−1的条件下,SBA转化率达91.4%,MEK收率为87.74%;而且在100 h内催化活性稳定,SBA转化率保持在92%左右、MEK收率保持在88%左右。

English

  • MEK (甲乙酮)是一种低沸点的有机溶剂,它具有良好的溶解性、稳定性和无毒性,广泛应用于油漆、炼厂、制药、涂料等领域[1-3]。MEK还是有机化工厂的重要原料,可用于生产甲乙酮过氧化物和肟;作为香料工业的中间体,可用作抗氧化剂以及用于催化剂的生产[4]。随着MEK的广泛应用,MEK的需求量逐渐增加,为了满足世界各国市场的需求,提高MEK的产量是非常必要的。目前,制备MEK的方法有很多,主要有丁烯直接氧化法制MEK、异丁苯法制MEK、SBA (仲丁醇)直接脱氢制MEK等[5]。其中,丁稀直接氧化制MEK操作流程简单,不会对设备产生严重的腐蚀,但是得到的MEK产量较低[6]。异丙苯法制MEK虽然反应条件相对温和,但是工艺条件复杂,制备过程繁琐[7]。SBA脱氢制MEK是在一定的温度和压力下,在催化剂的作用下,对SBA进行脱氢处理生成MEK。该方法工艺操作简单,反应条件温和,MEK产量相对较高,因此,制备出较高性能的催化剂是实现高效SBA脱氢制MEK反应的关键[8]

    Cu基催化剂因为其所需反应温度较低,而且活性和选择性较高,已被广泛应用于醇脱氢反应中[9-12]。其中,CuZnAl催化剂因具有良好的催化活性,较长的使用寿命,较高的稳定性以及对反应温度和反应压力要求相对较低,而被视为SBA脱氢制备MEK的首选催化剂[1]。在CuZnAl催化剂中,Cu0是主要的活性组分,已有相关文章报道[13-15]。因此,如何提高催化剂中活性组分Cu0的含量,成为了研究的重点。Sun等[16]制备了Cu基催化剂,并将此催化剂应用到醇脱氢反应中,研究结果表明,Cu基催化剂具有高度的分散性,而且在催化剂的内孔道和表面均检测到了铜物种。马依文等[17]采用共沉淀法制备了不同La含量的CuZnAl催化剂,并在超临界甲醇中使用La-CuZnAl催化剂催化液化微晶纤维素,结果表明,La的引入可以使CuO和ZnO之间相互融合,很好地维持了催化剂的孔结构,添加适量的La可以增加活性中心的分散度,使CuO更易于被还原,但La含量过多会使催化剂的性能发生改变,导致催化剂的活性降低。Toyir等[18]通过实验发现,在Cu基催化剂中添加金属氧化物可以提高催化剂的稳定性。Li等[19]制备了CuO/TiO2催化剂,并研究了在CuO/TiO2催化剂上添加CeO2后对催化剂性能的影响。研究结果表明,CeO2的添加使CuO/TiO2催化剂的比表面积增大,提高了Cu物种的分散度,增强了催化剂的活性。王爱丽等[20]采用浸渍法分别制备了Ce-Cu/SiO2、La-Cu/SiO2和Nd-Cu/SiO2催化剂,并将其用于催化甲醇脱氢制备甲酸甲酯的反应中,结果表明,稀土元素的掺杂促进了Cu0在载体上的分散度,降低了Cu0的晶粒尺寸,并且改变了催化剂表面的碱性。稀土元素能改善催化剂活性组分的分散度,提高催化剂的催化活性[21, 22]

    为了提高CuZnAl催化剂在SBA脱氢制MEK反应中的催化活性,提高MEK的收率。本研究采用共沉淀法制备了CuZnAl催化剂,并将不同用量的Ce通过浸渍法负载到催化剂上得到Ce-CuZnAl催化剂,通过XRD、H2-TPR、N2吸附-脱附及XPS表征手段对催化剂进行分析评价。通过SBA脱氢制备MEK反应考察催化剂的活性,在固定床反应器上考察了不同Ce含量对催化剂反应性能的影响,并考察了温度、空速等条件对SBA脱氢反应的影响。

    硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O,质量分数,99%)、硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O,质量分数,99%)、硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O,质量分数,99%)、硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O,质量分数,99%)、碳酸钠(Na2CO3,质量分数,99%)和仲丁醇(SBA,质量分数,99.5%)购买于国药集团化学试剂有限公司;实验室用水为去离子水(自制)。

    WT-B1003电子天平,杭州万特衡器有限公司;SHZ-D循环水真空泵,巩义市于华仪器有限公司;HJ-4电磁搅拌器,江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;101-1 EBS台式干燥箱,北京市永光明医疗仪器有限公司;SX2-4-10马弗炉,沈阳市工业电炉厂;DF-101S恒温水浴锅,巩义市于华仪器有限公司;安捷伦6890气相色谱仪。

    本实验采用共沉淀法制备CuZnAl催化剂。将Cu(NO3)2·3H2O、Zn(NO3)2·6(H2O)和Al(NO3)3·9H2O按照质量比25:26:49称取并配制成溶液[23],加入1 mol/L Na2CO3水溶液作为沉淀剂,控制溶液pH值在7左右,上述反应在80 ℃水浴条件下进行。沉淀后,将母液陈化6 h,之后将液体进行抽滤并用去离子水洗涤。在100 ℃的干燥箱中干燥8 h,将干燥后的样品在马弗炉中500 ℃下焙烧4 h,得到CuZnAl催化剂。

    采用浸渍法制备Ce-CuZnAl催化剂。取2 g已制备的CuZnAl催化剂,分别按照Ce负载量为0、1%、2%、4%、8%、12%称取Ce(NO3)3·6H2O,并加入等量的去离子水溶解,将溶液滴加到CuZnAl催化剂上。在80 ℃的水浴锅中加热搅拌8 h后,停止搅拌,再持续加热2 h后放入60 ℃的干燥箱中干燥过夜,之后取出样品在马弗炉中500 ℃焙烧4 h,得到基体CuZnAl催化剂和不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化剂。

    采用日本岛津公司的XRD-7000型X射线衍射仪对催化剂进行XRD分析,对样品进行晶相结构测试;采用美国Conta TPD/TDR-Pulsar全自动动态化学吸附分析仪对催化剂进行H2-TPR分析,测试样品的还原能力;XPS分析采用日本UIVAC-PHI公司的PHI 5000 VersaProbe型电子能谱仪,测试分析样品的价态;采用美国仪器公司的Microscales 2010物理吸附仪对催化剂的比表面积、孔径等进行分析。

    本研究采用连续流动固定床反应器评价了SBA脱氢反应的性能。反应器是内径为10 mm的不锈钢微型反应管。实验过程如下:称取1 g催化剂(20−40目)和2 g石英砂(20−40目)填装到固定床反应器的恒温区,用石英砂(20−40目)填充反应管的上部和下部。首先在260 ℃下对催化剂进行还原处理,过程如下:固定床调节以5 ℃/min的升温速率将反应管温度从室温升至260 ℃,在H2(10%)和N2(90%)混合气氛下对催化剂还原4 h。还原完成后,调节温度,使其在N2气氛下达到反应温度。利用恒流泵将SBA送入固定床反应器中,在常压,220−260 ℃,质量空速在2.5、5、7.5、10和15 h−1的反应条件下,通过考察SBA转化率、MEK选择性和MEK收率来评价催化剂的性能。使用安捷伦6890气相色谱仪进行样品分析,毛细管色谱柱,FID检测器,N2为载气,升温程序为:初始温度为60 ℃保持6 min,以10 ℃/min升温至220 ℃,保持10 min。

    2.1.1   XRD表征

    图1为CuZnAl催化剂以及不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化剂的XRD谱图。从图1中可观察到CeO2、CuO和ZnO的衍射峰,而没有观察到Al2O3的衍射峰,说明Al2O3高度分散在催化剂中,以无定型状态存在[24]。在31.7º、34.4º、36.3º、47.6º、56.7º、63º、68º处出现了ZnO的特征衍射峰,在35.5°、38.7°、48.8°、61.5º处出现了CuO的特征衍射峰,在28.5º处出现了CeO2的特征衍射峰[25, 26]。当Ce的负载量较低时,没有检测到CeO2的衍射峰,说明CeO2的含量较少,不足以检测出来,或者CeO2主要以无定型状态高度分散在催化剂中。如图所示,引入Ce后,在67º处产生了一个新的衍射峰,对应着尖晶石CuAl2O4,尖晶石的形成需要较高的温度,而此时在较低温度下就产生了尖晶石,可能是因为热处理时Zn、Al物种发生反应,Cu2+进入到载体体相,形成了尖晶石[27, 28]。因为尖晶石结构稳定,还原温度较高,还原较难,因此,该物质的产生有利于提高催化剂的稳定性[29]。对比负载Ce前后催化剂的衍射谱图,随着Ce含量的增加,催化剂的衍射峰逐渐趋于平缓,半峰宽逐渐宽泛,峰强度逐渐减弱,表明催化剂晶粒变小,说明Ce的引入降低了催化剂中各组分的晶化程度,提高了催化剂中ZnO和CuO的分散性[30]。但是过量的Ce改性会阻塞催化剂孔道,降低活性位点数量,影响催化剂反应活性[31]。如图1所示,当Ce负载量为12%时,Ce含量过高会产生CeO2晶相,附着在催化剂表面,同时也使得CuO和ZnO的衍射峰强度变强,半峰宽变窄,这说明过量Ce改性会增加CuO和ZnO的结晶度,降低两者在催化剂表面的分散程度,从而造成了催化活性的下降。

    图 1

    图 1.  CuZnAl基体和不同Ce含量Ce-CuZnAl催化剂的XRD谱图
    Figure 1.  XRD patterns of the CuZnAl matrix and Ce-CuZnAl catalysts with different Ce contents
    2.1.2   H2-TPR表征

    图2为CuZnAl催化剂及Ce-CuZnAl催化剂的H2-TPR谱图。由图2可知,Ce改性前后的CuZnAl催化剂均在200−350 ℃出现还原峰,对应的是CuO、Cu2O的还原峰[32]。Ce改性后,CuZnAl催化剂在400−700 ℃时又出现了一个新的还原峰,对应的是CuAl2O4还原峰[33-35]。说明Ce改性后使催化剂产生了新的物质,这与XRD分析结果一致。对于Ce改性后的CuZnAl催化剂,分别在240和260 ℃出现了两个还原峰,对应着催化剂表面的CuO还原为Cu0以及Cu2O还原为Cu0[36, 37],发生还原反应所需的温度更低也说明了CuO的还原比Cu2O的还原更容易发生。经过Ce改性后,催化剂中CuO的含量可能会增加,此时需要更多的H2来参与CuO到Cu0的还原反应,而谱图中的峰面积对应的是H2的消耗量,由图2可以看出,催化剂经过Ce改性后,峰面积明显增大,说明消耗的H2量增加,使还原后Cu0的含量增加[38]。相关文章考察了CuZnAl催化剂在醇脱氢反应中的应用,研究发现Cu0是CuZnAl催化剂中的活性组分[39, 13-15]。催化剂中活性组分Cu0的含量越高,催化剂的催化效果越好[22, 40]。此外,相比于CuZnAl催化剂的还原峰位置,Ce-CuZnAl催化剂的还原峰位置明显向低温方向偏移,说明Ce的添加能够降低催化剂的还原温度,使得CuO和Cu2O还原为Cu0更容易[41]。催化剂的还原性能直接影响催化剂的活性,还原温度越低,催化剂的催化活性越好[42, 43]

    图 2

    图 2.  CuZnAl催化剂和Ce-CuZnAl催化剂的H2-TPR谱图
    Figure 2.  H2-TPR profiles of the CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl catalysts
    2.1.3   N2吸附-脱附表征

    图3为CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂的N2吸附-脱附等温曲线。由图3可知,所有样品的吸附-脱附等温线均为Ⅳ型等温线,H3型滞后环,说明催化剂存在由粒子堆积产生的狭缝孔,同时也证明了催化剂存在介孔结构[44]表1的催化剂孔径分布是由BJH法测定的,气体吸附法孔径分布测定利用的是毛细凝聚现象和体积等效代换的原理。由表1可知,未经改性的CuZnAl催化剂的介孔孔径尺寸集中分布在7 nm左右,而催化剂经过Ce改性后,介孔孔径尺寸集中分布在12 nm附近,这说明,Ce的引入会使催化剂产生多孔结构而且使孔径变大[45]。通过表1可以看到,用Ce改性后的CuZnAl催化剂的孔径由7 nm增大到12 nm,孔容由0.200 cm3/g增大到0.241 cm3/g,比表面积由66 m2/g增大到79 m2/g,说明Ce改性CuZnAl催化剂,会使催化剂的孔径、孔容和比表面积均增大,从而提高催化剂的活性[46]

    图 3

    图 3.  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂N2吸附-脱附等温线
    Figure 3.  N2 adsorption-desorption isotherms of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts

    表 1

    表 1  CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl催化剂的结构参数
    Table 1.  Structural parameters of CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl catalysts
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    Sample Pore diameter
    d/nm
    Pore volume
    v/(cm3·g−1)
    ABET/
    (m2·g−1)
    CuZnAl 7 0.200 66
    8%-Ce-CuZnAl 12 0.241 79
    2.1.4   XPS表征

    为了进一步分析催化剂的表面原子组成及其表面原子价态,对催化剂进行了XPS测试。图4为CuZnAl催化剂及Ce-CuZnAl催化剂的XPS谱图。由图4可知,在937−947 eV处出现了明显的Cu 2p卫星峰,Cu 2p卫星峰的出现是由Cu2+中价层轨道电子与溢出的光电子相互作用而产生的电荷震荡,这是Cu2+的电子能谱特征峰,说明催化剂中存在CuO物种,这与XRD的分析结果一致[47],同时937−947 eV处的卫星峰也证明了催化剂表面的还原物质是多态的[48]。一般情况下,Cu2+的结合能为935 eV,以CuO的形式存在[49],但是图中Cu2+的结合能却出现在了933.5 eV处,这说明催化剂表面不只有Cu2+存在,还有其他价态的Cu存在。Cu+的结合能在932.5 eV处,以Cu2O的形式存在[50]。如图所示,虽然催化剂中含有Cu+,但是在XRD谱图中并没有发现Cu2O特征峰,这是因为Cu+高度分散在催化剂中[51]。如图4所示,经过Ce改性后的催化剂Cu 2p3/2特征峰强度增大,经过XPS peak41拟合软件计算得到,Cu2+和Cu+对应的特征峰面积比例由原来的1.382增加至1.6305,说明Ce的引入使催化剂中Cu2+与Cu+的比例升高,这也证实了上述H2-TPR的观点。

    图 4

    图 4.  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂的XPS谱图
    Figure 4.  XPS spectra of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts

    采用元素分析法,得到了催化剂的元素组成,具体见表2。由表2可知,经过计算后发现经过Ce改性后的CuZnAl催化剂中Cu元素、Zn元素和Al元素的含量均有所下降,这可能是因为Ce的加入导致了催化剂中元素含量总和增加,造成催化剂中Cu、Zn、Al元素的相对含量下降。

    表 2

    表 2  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂的表面元素组成
    Table 2.  Surface element composition of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts
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    Catalyst Element composition w/%
    Cu Zn Al
    CuZnAl 7.65 6.32 23.11
    8%-Ce-CuZnAl 7.12 5.86 22.46
    2.2.1   不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化剂对SBA脱氢的影响

    图5为CuZnAl基体以及不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化SBA脱氢制MEK的性能曲线。由图5可知,随着Ce含量的增加,SBA转化率、MEK选择性以及MEK收率均呈现先上升后下降的趋势,当Ce含量为8%时,Ce-CuZnAl催化剂对SBA的催化效果最好。相比于CuZnAl基体,SBA转化率从77.6%提高到91.4%,MEK选择性从89%提高到了96%,MEK收率从69.06%提高到了87.74%。虽然Ce的引入会提高仲丁醇脱氢制甲乙酮的收率,但是过量引入Ce会使催化剂表面产生CeO2晶相,堵塞催化剂孔道,造成催化剂中各组分的结晶度增大,降低活性位点数量,从而导致催化剂的效果变差,这一结果与上述XRD的分析结果一致。所以确定Ce-CuZnAl催化剂的最佳Ce负载量为8%。

    图 5

    图 5.  不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化剂催化SBA脱氢制MEK的性能曲线
    Figure 5.  Performance of the Ce-CuZnAl catalysts with different Ce contents in the dehydrogenation of SBA to MEKa: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric pressure, 240 °C, LHSV = 5 h−1
    2.2.2   温度对SBA脱氢制MEK的影响

    图6为不同温度对CuZnAl基体及8%-Ce-CuZnAl催化SBA脱氢制MEK的影响柱状图。由图6可知,随着温度的升高,SBA的转化率逐渐增大,SBA脱氢是吸热可逆反应,温度升高有利于反应向正反应方向进行,转化率变大。在260 ℃时,SBA的转化率为93.4%,相对于CuZnAl基体催化剂83%的转化率提高了10.4%,从图6中可以发现当温度升高到一定程度时,升温对SBA的转化率影响不再明显。此外随着温度的升高,Ce改性催化剂催化SBA脱氢得到MEK的选择性呈现先增加后降低的趋势,在240 ℃时,MEK的选择性为96%,达到最大值,较基体催化剂89%的选择性提高了7%。而进一步升高温度会发生SBA缩合反应,这一副反应的发生会生成副产物(碳八酮),造成MEK的选择性下降[52]。综上所述,确定在常压,质量空速为5 h−1的条件下,SBA脱氢制MEK的最佳反应温度为240 ℃。

    图 6

    图 6.  不同温度对SBA脱氢制MEK的影响柱状图
    Figure 6.  Influence of reaction temperature on the dehydrogenation of SBA to MEK reaction conditions: atmospheric pressure, LHSV = 5 h−1
    2.2.3   空速对SBA脱氢制MEK的影响

    图7为不同质量空速对SBA脱氢反应的影响曲线。由图7可知,SBA转化率随质量空速的增大呈现下降趋势,在质量空速为2.5 h−1时,SBA转化率最大,为94.7%。MEK的选择性随质量空速的增加呈现上升趋势,这是因为质量空速增大,会使SBA的进料速率增大,缩短了反应物与催化剂的接触时间,避免了反应产物的进一步反应[53, 54]。如图7所示,MEK的收率随质量空速的增大呈现先增加后降低的趋势,在质量空速为5 h−1时达到最大,此时MEK的收率为87.74%。所以在常压,240 ℃的条件下,确定8%-Ce-CuZnAl催化剂的最佳质量空速为5 h−1

    图 7

    图 7.  不同质量空速对SBA脱氢制MEK的影响
    Figure 7.  Influence of mass space velocity on the dehydrogenation of SBA to MEK a: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric pressure, 240 °C, LHSV = 2.5–15 h−1
    2.2.4   8%-Ce-CuZnAl催化SBA脱氢反应的稳定性

    图8为对催化剂进行的稳定性考察。由图8可知,8%-Ce-CuZnAl催化剂具有良好的稳定性,在100 h内性能没有明显的变化,SBA的转化率维持在92%左右,MEK的选择性维持在96%左右,MEK的收率维持在88%左右。这是因为Ce改性CuZnAl催化剂中会产生CuAl2O4,这种新物质可以提高催化剂的稳定性,这与上述XRD的分析结果一致。

    图 8

    图 8.  SBA脱氢制MEK的稳定性
    Figure 8.  Stability of the 8%-Ce-CuZnAl catalyst in the dehydrogenation of SBA to MEK a: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric presuure, 240 °C, LHSV = 5 h−1

    通过对CuZnAl基体和Ce-CuZnAl催化剂进行表征分析得出结论:Ce改性会使催化剂的晶粒变小,提高催化剂中CuO和ZnO的分散性。同时改性CuZnAl催化剂中会产生CuAl2O4,该物种有利于催化剂稳定性的提高。

    在CuZnAl催化剂中引入Ce,会使Cu+和Cu2+的含量增加,导致还原后催化剂中活性物种Cu0的含量增加,提高催化剂活性。此外,Ce的添加能够降低催化剂的还原温度,使得CuO和Cu2O更易还原为Cu0,而较低的还原温度,也会提高催化剂活性。

    通过活性实验考察发现在240 ℃,常压,质量空速为5 h−1的反应条件下,8%-Ce-CuZnAl催化剂具有最高的反应活性。相比较基体CuZnAl催化剂,SBA转化率从77.6%提高到91.4%,MEK选择性从89%提高到了96%,MEK的收率从69.06%提高到了87.74%,并且Ce-CuZnAl催化剂具有良好的稳定性,在100 h内,催化性能保持稳定。


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  • 图 1  CuZnAl基体和不同Ce含量Ce-CuZnAl催化剂的XRD谱图

    Figure 1  XRD patterns of the CuZnAl matrix and Ce-CuZnAl catalysts with different Ce contents

    图 2  CuZnAl催化剂和Ce-CuZnAl催化剂的H2-TPR谱图

    Figure 2  H2-TPR profiles of the CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl catalysts

    图 3  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂N2吸附-脱附等温线

    Figure 3  N2 adsorption-desorption isotherms of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts

    图 4  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂的XPS谱图

    Figure 4  XPS spectra of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts

    图 5  不同Ce含量的Ce-CuZnAl催化剂催化SBA脱氢制MEK的性能曲线

    Figure 5  Performance of the Ce-CuZnAl catalysts with different Ce contents in the dehydrogenation of SBA to MEKa: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric pressure, 240 °C, LHSV = 5 h−1

    图 6  不同温度对SBA脱氢制MEK的影响柱状图

    Figure 6  Influence of reaction temperature on the dehydrogenation of SBA to MEK reaction conditions: atmospheric pressure, LHSV = 5 h−1

    图 7  不同质量空速对SBA脱氢制MEK的影响

    Figure 7  Influence of mass space velocity on the dehydrogenation of SBA to MEK a: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric pressure, 240 °C, LHSV = 2.5–15 h−1

    图 8  SBA脱氢制MEK的稳定性

    Figure 8  Stability of the 8%-Ce-CuZnAl catalyst in the dehydrogenation of SBA to MEK a: MEK selectivity; b: SBA conversion; c: MEK yield reaction conditions: atmospheric presuure, 240 °C, LHSV = 5 h−1

    表 1  CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl催化剂的结构参数

    Table 1.  Structural parameters of CuZnAl and 8%-Ce-CuZnAl catalysts

    Sample Pore diameter
    d/nm
    Pore volume
    v/(cm3·g−1)
    ABET/
    (m2·g−1)
    CuZnAl 7 0.200 66
    8%-Ce-CuZnAl 12 0.241 79
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    表 2  CuZnAl和Ce-CuZnAl催化剂的表面元素组成

    Table 2.  Surface element composition of the CuZnAl and Ce-CuZnAl catalysts

    Catalyst Element composition w/%
    Cu Zn Al
    CuZnAl 7.65 6.32 23.11
    8%-Ce-CuZnAl 7.12 5.86 22.46
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  • 发布日期:  2021-01-10
  • 收稿日期:  2020-08-24
  • 修回日期:  2020-10-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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