首页> 中文学位 >钙钛矿的晶格限域作用以及异丁烷脱氢性能研究
【6h】

钙钛矿的晶格限域作用以及异丁烷脱氢性能研究

代理获取

目录

声明

第一章 绪论

1.1异丁烷脱氢的研究背景及意义

1.2异丁烷脱氢反应简介

1.2.1异丁烷脱氢反应途径

1.2.2异丁烷脱氢反应工艺

1.3异丁烷脱氢催化剂体系

1.3.1 Pt系催化剂

1.3.2 Cr系催化剂

1.4钙钛矿复合氧化物简介

1.5本论文的研究思路、内容和创新点

1.5.1 研究思路和内容

1.5.2 创新点

第二章 实验装置和实验方法

2.1实验药品与实验仪器

2.1.1 实验药品

2.1.2实验仪器

2.2催化剂的制备

2.3催化剂的性能测试

2.4催化剂的表征

2.4.1 X射线粉末衍射

2.4.2 程序升温还原

2.4.3 场发射透射电子显微镜

2.4.4 低温N2吸附-脱附等温线

2.4.5 X-射线光电子能谱

2.4.6 热重

2.4.7 CO脉冲化学吸附

第三章 载体及过渡金属助剂对异丁烷脱氢性能的影响

3.1引言

3.2催化剂制备

3.2.1载体制备或预处理

3.2.2催化剂制备

3.3载体对异丁烷脱氢性能的影响

3.3.1 催化剂的XRD测试

3.3.2 催化剂的TPR测试

3.3.3 催化剂的活性测试

3.4助剂对异丁烷脱氢性能的影响

3.4.1催化剂的XRD测试

3.4.2催化剂的TPR测试

3.4.3催化剂的活性测试

3.5本章小结

第四章 催化剂的制备方法对异丁烷脱氢性能的影响

4.1引言

4.2催化剂制备

4.3结果及讨论

4.3.1 低温N2吸附-脱附等温线

4.3.2 催化剂的XRD测试

4.3.3 催化剂的性能测试

4.3.4 催化剂的TEM测试

4.3.5反应后催化剂的热重测试

4.4本章小结

第五章 Pt-Ni双金属催化剂的制备及其异丁烷脱氢性能研究

5.1引言

5.2催化剂的制备

5.3结果与讨论

5.3.1 催化剂的XRD表征

5.3.2 催化剂N2吸附-脱附等温线

5.3.3催化剂的TPR表征

5.3.4 催化剂的TEM表征

5.3.5 催化剂的XPS测试

5.4催化剂的反应性能测试

5.5催化剂结构-性能关联

5.6本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2存在的问题

6.3本论文的创新之处

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

展开▼

摘要

随着异丁烯下游产品的开发利用,全球的异丁烯需求持续上涨,异丁烷脱氢制异丁烯工艺受到广泛关注,然而该工艺的工业Pt基催化剂仍面临着积碳和烧结失活的问题。钙钛矿对晶格离子具有限域作用,可实现各金属元素的均匀分散。本文通过在载体表面,尤其在介孔孔道内进行柠檬酸络合反应,将活性组分Pt、过渡金属助剂同La和Fe元素共同引入钙钛矿结构中,获得一系列负载钙钛矿前驱体:①不同载体负载的LaFe0.577Ni0.417Pt0.006O3、引入不同助剂的LaFe1-x(M,Pt)xO3/SiO2(M=Ni,Co,Cu);②不同制备方法的Pt/LaFe0.7Cu0.3O2/SiO2、LaFe0.68Cu0.3Pt0.02O3/SiO2;③LaFe1?x(Ni,Pt)xO3。而后在钙钛矿的晶格限域作用下,通过还原获得系列负载型Pt基双金属催化剂。  首先,考察了载体及过渡金属助剂对异丁烷脱氢性能的影响。即以LaFe0.577Ni0.417Pt0.006O3为钙钛矿前驱体,考察了不同载体(SiO2、Al2O3、TiO2)对异丁烷脱氢性能的影响。结果发现,与Al2O3和TiO2相比,以SiO2为载体的催化剂具有更好的脱氢效果。同时考察了引入不同助剂时,以钙钛矿LaFe1-x(M,Pt)xO3/SiO2(M=Ni,Co,Cu)为前体的催化剂脱氢性能。结果发现,以Ni为助剂时,作用要好于Cu、Co助剂。  其次,进行了Pt-Cu催化剂的制备及其异丁烷脱氢性能研究。比较了传统浸渍法先获得混合氧化物再进行还原所得催化剂,与先获得钙钛矿微晶再在其晶格限域下还原所得催化剂的结构与性能差异。结果发现,采用晶格限域还原法制备的Pt-Cu催化剂要比普通浸渍法得到的Pt-Cu催化剂具有更好的异丁烷转化率和异丁烯收率,并且单位转化率上的积碳量更小。  最后,进行了Pt-Ni双金属催化剂的制备及其异丁烷脱氢性能研究。通过对钙钛矿前驱体LaFe1?x(Ni,Pt)xO3/SiO2进行晶格限域还原制备了一系列不同Ni含量的LaFeO3/SiO2负载的Pt-Ni双金属催化剂,并用于异丁烷脱氢制异丁烯反应中。采用XRD,H2-TPR,BET,TEM,EDX,CO化学吸附,XPS和TGA等技术对催化剂进行表征。研究了Ni含量对Pt-Ni双金属负载型催化剂结构及异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,通过晶格限域还原法制备的Pt-Ni双金属催化剂具有较小的最可几粒径和可调的Pt-Ni相互作用,Pt-Ni相互作用的大小取决于Ni的掺杂量。当Ni助剂的含量为3.0wt.%时,催化剂对异丁烷脱氢反应表现出最佳的活性和稳定性,并且与不含Ni的催化剂相比,转化频率提高近6倍。该样品的高活性和稳定性归因于高分散的金属小颗粒和适宜的Pt-Ni相互作用。此外,35h的活性测试结果表明,Ni含量为3.0wt.%的样品活性没有明显下降,与Pt-LaFeO3/SiO2相比展现了更好的稳定性。反应过程中,Pt-Ni相互作用的减弱和FeNi合金的形成是导致活性下降的主要原因。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号