氧化铈的结构对其热稳定性及催化丙烷氧化脱氢反应性能的影响

doi:10.1016/S1872-2067(11)60404-X

催化学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (7): 1069-1074.DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60404-X

氧化铈的结构对其热稳定性及催化丙烷氧化脱氢反应性能的影响

高旭锋, 谌春林, 任士远, 张建a, 苏党生b

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家 (联合) 实验室, 辽宁沈阳 110016

收稿日期:2012-04-20 修回日期:2012-05-02 出版日期:2012-06-21 发布日期:2012-06-21

Structural Effects of Cerium Oxides on Their Thermal Stability and Catalytic Performance in Propane Oxidation Dehydrogenation

GAO Xufeng, CHEN Chunlin, REN Shiyuan, ZHANG Jiana, SU Dangshengb

Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, Liaoning, China

Received:2012-04-20 Revised:2012-05-02 Online:2012-06-21 Published:2012-06-21

摘要/Abstract

摘要： 采用湿化学法制备了低维氧化铈的纳米棒和纳米颗粒, 通过原位 X 射线粉末衍射、透射电镜和 N₂ 物理吸附等技术研究了氧化铈纳米结构对其热稳定性的影响. 结果表明, 氧化铈纳米棒的稳定性更高. 采用浸渍法制备了氧化铈负载的氧化钒催化剂, 并用于丙烷氧化脱氢反应中, 发现以氧化铈纳米棒为载体的催化剂表现出更高的丙烯选择性, 这可能是由于棒状结构的开放性有利于产物丙烯的直接扩散.

关键词: 氧化铈, 纳米结构, 热稳定性, 丙烷, 氧化脱氢

Abstract: The low-dimensional ceria nanorods and nanoparticles were prepared by wet chemical methods. The structural effect on the thermal stability of CeO₂ has been well investigated by in situ X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy, and N₂ physisorption, revealing a superior stability of CeO₂ nanorods. CeO₂-supported V₂O₅ catalysts were prepared by the incipient wetness impregnation method and their catalytic performance in the oxidative dehydrogenation of propane was evaluated. The V₂O₅/CeO₂ nanorods catalysts display an improved selectivity for propene, probably arising from the immediate diffusion of propene product due to the open characteristic of rod-like structure.

Key words: cerium oxide, nanostructure, thermal stability, propane, oxidation dehydrogenation

高旭锋, 谌春林, 任士远, 张建, 苏党生. 氧化铈的结构对其热稳定性及催化丙烷氧化脱氢反应性能的影响[J]. 催化学报, 2012, 33(7): 1069-1074.

GAO Xu-Feng, CHEN Chun-Lin, REN Shi-Yuan, ZHANG Jian, SU Dang-Sheng. Structural Effects of Cerium Oxides on Their Thermal Stability and Catalytic Performance in Propane Oxidation Dehydrogenation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2012, 33(7): 1069-1074.

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参考文献

1 Idriss H, Diagne C, Hindermann J P, Kiennemann A, Barteau M A. J Catal, 1995, 155: 219
2 Trovarelli A. Catal Rev, 1996, 38: 439
3 Kaspar J, Fornasiero P, Graziani M. Catal Today, 1999, 50: 285
4 Trovarelli A, De Leitenburg C, Boaro M, Dolcetti G. Catal Today, 1999, 50: 353
5 Marina O A, Bagger C, Primdahl S, Mogensen M. Solid State Ionics, 1999, 123: 199
6 Yabe S, Sato T. J Solid State Chem, 2003, 171: 7
7 Mai H X, Sun L D, Zhang Y W, Si R, Feng W, Zhang H P, Liu H C, Yan C H. J Phys Chem B, 2005, 109: 24380
8 Lawrence N J. [MS Dissertations]. Lincoln: University of Nebraska-Lincoln, 2010
9 Zhang D S, Yan T T, Pan C S, Shi L Y, Zhang J P. Mater Chem Phys, 2009, 113: 527
10 Lin H L, Wu C Y, Chiang R K. J Colloid Interf Sci, 2010, 341: 12
11 Perrichon V, Laachir A, Abouarnadasse S, Touret O, Blanchard G. Appl Catal A, 1995, 129: 69
表 2 各 V2O5/CeO2 催化剂上丙烷氧化脱氢反应性能
Table 2 Propane oxidation dehydrogenation performance of V2O5/CeO2 catalysts
Sample TOF (h–1) C3H6 selectivity (%)
Nanorods Nanoparticles Nanorods Nanoparticles
1.0%V2O5/CeO2 9.1 6.8 11.5 8.4
2.5%V2O5/CeO2 10.7 5.9 35.0 20.3
5.0%V2O5/CeO2 10.1 7.6 62.4 40.2
10%V2O5/CeO2 5.6 6.0 69.7 61.3
Reaction conditions: catalyst 0.15 g, 450 °C, 8.3% propane, C3H8:O2 molar ratio = 1:1, total flow 30 ml/min, He as balance.
12 Tana, Zhang M, Li J, Li H, Li Y, Shen W. Catal Today, 2009, 148: 179
13 Guan Y J, Hensen E J M, Liu Y, Zhang H D, Feng Z C, Li C. Catal Lett, 2010, 137: 28
14 Inguanta R, Piazza S, Sunseri C. Nanotechnology, 2007, 18: 485605
15 Chen G Z, Sun S X, Sun X, Fan W L, You T. Inorg Chem, 2009, 48: 1334
16 Gonza?Lez-Rovira L, Sa?Nchez-Amaya J M, Lo?Pez-Haro M, Del Rio E, Hungri?A A B, Midgley P, Calvino J J, Bernal S N, Botana F J. Nano Lett, 2009, 9: 1395
17 Hori C E, Permana H, Ng K Y S, Brenner A, More K, Rahmoeller K M, Belton D. Appl Catal B, 1998, 16: 105
18 Wang F Y, Jung G B, Su A, Chan S H, Li X A, Duan M, Chiang Y C. Mater Lett, 2009, 63: 952
19 Ivanov V K, Polezhaeva O S, Baranchikov A E, Shcherbakov A B. Inorg Mater, 2010, 46: 43
20 Andrievskii R A. Russ Chem Rev, 2002, 71: 853
21 Sun C W, Li H, Zhang H R, Wang Z X, Chen L Q. Nanotechnology, 2005, 16: 1454
22 Pan C S, Zhang D S, Shi L Y. J Solid State Chem, 2008, 181: 1298
23 Mogensen M, Sammes N M, Tompsett G A. Solid State Ionics, 2000, 129: 63
24 Tschöpe A, Sommer E, Birringer R. Solid State Ionics, 2001, 139: 255
25 Daniell W, Ponchel A, Kuba S, Anderle F, Weingand T, Gregory D H, Knozinger H. Top Catal, 2002, 20: 65
26 Argyle M D, Chen K D, Bell A T, Iglesia E. J Catal, 2002, 208: 139
27 Tian H J, Ross E I, Wachs I E. J Phys Chem B, 2006, 110: 9593

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[1]	孙嘉辰, 陈赛, 付东龙, 王伟, 王显辉, 孙国栋, 裴春雷, 赵志坚, 巩金龙. 氧扩散与表面反应在VO_x-Ce_1‒_xZr_xO₂催化丙烷脱氢反应中的影响[J]. 催化学报, 2023, 52(9): 217-227.
[2]	邢亚楠, 康磊磊, 马静远, 蒋齐可, 苏杨, 张盛鑫, 徐晓燕, 李林, 王爱琴, 刘智攀, 马思聪, 刘晓艳, 张涛. Sn₁Pt单原子合金催化剂在丙烷脱氢反应中的应用[J]. 催化学报, 2023, 48(5): 164-174.
[3]	张龙康, 马跃, 刘昌呈, 万志鹏, 翟承伟, 王新, 徐浩, 关业军, 吴鹏. 脱金属-还原策略诱导创制高分散PtZn合金催化剂用于丙烷脱氢反应[J]. 催化学报, 2023, 55(12): 241-252.
[4]	王宇, Jaime Gallego, 汪炜, Phillip Timmer, 丁敏, Alexander Spriewald Luciano, Tim Weber, Lorena Glatthaar, 郭杨龙, Bernd M. Smarsly, Herbert Over. 析出型LaFe_0.9Ru_0.1O₃钙钛矿催化剂在丙烷催化氧化反应中的自活化现象[J]. 催化学报, 2023, 54(11): 250-264.
[5]	覃思纳, 魏笛野, 魏杰, 林嘉盛, 陈清奇, 吴元菲, 金怀洲, 张华, 李剑锋. 表面增强拉曼光谱原位捕获Pt-NiO界面水煤气变换反应中的碳酸盐中间物种[J]. 催化学报, 2022, 43(8): 2010-2016.
[6]	田昊, 徐冰君. 六方氮化硼催化的乙烷丙烷共脱氢: 一种C-H键活化和机理研究的有效手段[J]. 催化学报, 2022, 43(8): 2173-2182.
[7]	Karen Cristina Bedin, Beatriz Mouriño, Ingrid Rodríguez-Gutiérrez, João Batista Souza Junior, Gabriel Trindade dos Santos, Jefferson Bettini, Carlos Alberto Rodrigues Costa, Lionel Vayssieres, Flavio Leandro Souza. 基于溶液化学策略构建背接触FTO/赤铁矿光阳极界面工程的高效光催化水氧化研究[J]. 催化学报, 2022, 43(5): 1247-1257.
[8]	高敦峰, 李合肥, 魏鹏飞, 王毅, 汪国雄, 包信和. 能源催化材料的电化学合成[J]. 催化学报, 2022, 43(4): 1001-1016.
[9]	王彩琴, Danil Bukhvalov, M. Cynthia Goh, 杜玉扣, 杨小飞. 分级结构AgAu纳米合金用于高效电催化乙醇氧化[J]. 催化学报, 2022, 43(3): 851-861.
[10]	谷雨, 王晓蕾, Muhammad Humayun, 李林峰, 孙华传, 许雪飞, 薛新英, Aziz Habibi-Yangjeh, Kristiaan Temst, 王春栋. (Co,Ni)Se₂/C@FeOOH中空笼状纳米结构的自旋调控加速水氧化催化研究[J]. 催化学报, 2022, 43(3): 839-850.
[11]	Fahim A. Qaraah, Samah A. Mahyoub, Abdo Hezam, Amjad Qaraah, Qasem A. Drmosh, 修光利. 通过直接S型电荷转移和高度改进的可见光驱动光催化效率构建3D花状O-掺杂g-C₃N₄-[N-掺杂Nb₂O₅/C]异质结[J]. 催化学报, 2022, 43(10): 2637-2651.
[12]	吕宏伟, 国文馨, 陈敏, 周煌, 吴宇恩. 热稳定单原子催化剂的理性构筑: 从原子级结构到实际应用[J]. 催化学报, 2022, 43(1): 71-91.
[13]	刘怡, 张光辉, 王建洋, 朱杰, 张新宝, Jeffrey T. Miller, 宋春山, 郭新闻. CO₂消除镓氢物种提升Ga₂O₃/SiO₂丙烷脱氢反应性能[J]. 催化学报, 2021, 42(12): 2225-2233.
[14]	郑仁垟, 谢在库. 多相催化时空演变的全生命周期表征策略[J]. 催化学报, 2021, 42(12): 2141-2148.
[15]	王翔, 李美俊, 吴自力. 二氧化铈催化剂的氧化还原和酸碱性质的原位光谱表征[J]. 催化学报, 2021, 42(12): 2122-2140.

氧化铈的结构对其热稳定性及催化丙烷氧化脱氢反应性能的影响

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