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催化学报 ›› 2002, Vol. 23 ›› Issue (5): 391-392.

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TiO2-ZrO2复合氧化物负载的氧化钒催化剂用于丙烷氧化脱氢反应

朱红娟,李洪波,佟建华,盛世善,杨维慎,林励吾   

  1. 中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,大连市 116023
  • 收稿日期:2002-10-25 出版日期:2002-10-25 发布日期:1991-01-30

  • Received:2002-10-25 Online:2002-10-25 Published:1991-01-30

摘要: 丙烷氧化脱氢反应制备丙稀酸,丙烯醛,由于其巨大的工业价值而成为催化领域研究的热点。该反应也可分为两步实现。即先由丙烷到丙烯,再由丙烯到丙稀酸,丙烯醛。后一步已成功的实现工业化,在低温下( £350℃),使用钒基催化剂,丙稀酸,丙烯醛的产率可高达80%以上。但是,对于前一步,使用迄今为止最有效的V-Mg-O催化剂,在550℃的高温下,丙烯的产率仅为20%。而在如此高的温度下,在紧接着的第二步反应中,大部分的丙烯会直接转化为深度氧化产物(CO2, H2O)。所以,制备一种能在低温下有效实现丙烷氧化脱氢反应制丙烯的催化剂是由丙烷制备高产率的丙稀酸,丙烯醛的另一种途径。\r\n 催化剂V2O5/TiO2最显著的特点是它具有较高的低温催化活性。但是,作为载体材料,TiO2有一些缺点,如比表面较小,热稳定性较差,机械性能较低,抗磨损性较差等。相比之下,载体ZrO2就具有许多TiO2所不具备的优点。第一,ZrO2具有很大的比表面积(>300m2/g),并且在高温下它也能保持较高的比表面积。第二,ZrO2的热稳定性,机械性能和抗磨损性都较好。第三,金属氧化物在ZrO2表面能够得到很好的分散。第四,ZrO2非常稳定,在烷烃氧化脱氢反应的条件下是惰性的,不参加反应。所以,如果向TiO2中掺杂ZrO2进行改性,能极大的提高其载体的表面积,热稳定性,机械性能和抗磨损性。那么复合载体TiO2-ZrO2很可能成为在低温下丙烷氧化脱氢制丙烯的极有潜力的催化剂载体材料。在本文中,我们采用溶胶-凝胶法,用廉价的无机盐作为初始材料制备了一系列不同TiO2/ZrO2质量比的TiO2-ZrO2复合氧化物作为催化剂载体并研究了这些催化剂用于丙烷氧化脱氢反应的催化活性。

关键词: 低温丙烷氧化脱氢制丙烯醛和丙烯酸, V2O5/TiO2-ZrO2