1、碩士學(xué)位論文氣溶膠輔助合成鉻基和鋅基催化劑的丙烷催化脫氫反應(yīng)性能研究PropaneDehydrogenationoverCrbasedandZn—basedcatalystssynthesizedbyaerosolassistedmethod作者姓名：于世強(qiáng)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：工業(yè)催化學(xué)號(hào)：21207135完成日期：毆j5?。?0大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要丙烯是重要的化工原料

2、，它主要來(lái)源于催化裂化工藝和蒸汽裂解工藝。但傳統(tǒng)的丙烯生產(chǎn)工藝尚不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。我國(guó)丙烷儲(chǔ)量比較豐富，因此利用丙烷催化脫氫生產(chǎn)丙烯的反應(yīng)路徑可以增加丙烯來(lái)源。目前工業(yè)上的丙烷脫氫催化劑主要為Cr基與Pt基催化劑。其中Pt基催化劑成本較高，而cr基催化劑雖然價(jià)格便宜，但也存在一定問(wèn)題。采用的浸漬法制備的CrO。／A1203催化劑中Cr負(fù)載量較高，由于活性組分Cr有毒，容易造成環(huán)境污染。因此，降低催化劑的鉻含量、改變催化劑的金屬活性組分

3、成為現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題。本論文考察了氣溶膠輔助合成的Cr203／meso—Si02矛11ZnOZSM一5催化劑的丙烷脫氫反應(yīng)性能，并采用x射線衍射(xRD)、紫外可見(jiàn)漫反射(UV。vis)、拉曼光譜(Raman)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和N2物理吸附手段對(duì)催化劑的孔結(jié)構(gòu)和表面物種進(jìn)行了表征。對(duì)Cr203／mesoSi02催化劑的研究結(jié)果表明，催化劑為孔道結(jié)構(gòu)為六方和蠕蟲(chóng)狀混合的球形粒子。580℃和總流速20

4、ML／min條件下丙烷轉(zhuǎn)化率、丙烯選擇性和收率出現(xiàn)最佳值。此外，在低擔(dān)載量時(shí)表面主要為四配位的單鉻酸鹽和二鉻酸鹽物種；隨著Cr203擔(dān)載量的逐漸增加，催化劑表面開(kāi)始形成六配位的旺一Cr203晶相。在擔(dān)載量為3％時(shí)催化性能最佳，這是由于催化劑的活性中心為四配位的六價(jià)鉻酸鹽物種，而值Cr203晶相對(duì)反應(yīng)是不利的。對(duì)ZnO／ZSM5催化劑的合成條件的研究結(jié)果表明，催化劑的結(jié)晶度受晶化溫度的影響不大，隨模板劑用量的增加而提高，在nTPAOH／n

5、Si值為0。06時(shí)即能得到較高結(jié)晶度的分子篩。對(duì)ZnO／ZSM5催化劑進(jìn)行的反應(yīng)性能測(cè)試表明丙烷脫氫制丙烯的最佳反應(yīng)溫度為580。C，最佳丙烷總流速為15—20ML／min。ZnO的最佳擔(dān)載量在5～7wt％之問(wèn)，活性中心為骨架Zn和小團(tuán)簇ZnO物種。催化劑的失活主要是由于Zn物種的流失引起的，再生過(guò)程的氧化燒炭會(huì)改變催化劑的表面Zn物種，生成大團(tuán)簇的ZnO物種，這種Zn物種對(duì)反應(yīng)是不利的。關(guān)鍵詞：丙烷催化脫氫；氣溶膠；Cr物種；Zn物種