Mo/ZrO_2催化剂上甲烷选择氧化制甲醛

【摘要】：制备了一系列甲烷选择氧化制甲醛的Mo/ZrO2 催化剂 .采用催化剂性能评价、BET比表面积测定、XRD、共焦显微激光拉曼光谱、H2 TPR和XPS等方法研究比较了不同Mo担载量催化剂的性能及其结构和性质 .实验结果表明 :Mo/ZrO2 催化剂具有催化选择氧化甲烷制甲醛的性能 ,且对甲醛有较高的选择性 .在所考察的范围内 ,随着催化剂Mo担载量的增加 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性增加 ,甲醛的比活性增加 .随着反应温度的升高 ,甲烷的转化率增加 ,甲醛的选择性降低 ,甲醛比活性升高 .Mo/ZrO2 催化剂中主要含有ZrO2 和Zr(MoO4 ) 2 .催化剂的性能和性质与催化剂中Zr(MoO4 ) 2 的性质密切相关 .随着Mo担载量的增加 ,Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大 ,并且其含量增加 ;ZrO2 晶粒尺寸基本不变 .Zr(MoO4 ) 2 晶粒尺寸增大和含量增加导致催化剂的比表面积降低 ,使甲烷选择氧化生成甲醛的钼氧物种增多 ,催化剂的还原温度升高和表面Mo的配位不饱和程度降低 .从而使得Mo含量较高的催化剂 (12 %Mo/ZrO2 )具有较高的甲烷选择氧化生成甲醛的活性 【作者单位】： 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室 清华大学化学系一碳化学与化工国家重点实验室
【关键词】： 甲烷 选择氧化 甲醛 超细氧化物 钼 二氧化锆 负载型催化剂
【基金】：国家重点基础研究发展规划项目 (G19990 2 2 40 0 6)
【分类号】：O643.3
【正文快照】： 甲烷直接选择氧化制甲醛一直是催化氧化研究领域中一个具有挑战性的课题 .几十年来 ,已经研制出大量的催化剂 ,其中担载Ｍｏ或Ｖ的催化剂的催化性能较好[1～ 4 ] .不同的载体 ,如ＳｉＯ2 ,Ａｌ2 Ｏ3 ,ＺｎＯ2 ,ＳｎＯ2 ,ＺＳＭ 5 ,ＴｉＯ2 和ＴｉＳｉＯ2 等对催化剂性能的影

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