Ag/TS-1和Mo-Bi氧化物上分子氧催化氧化丙烯反应的研究

发布时间：2021-04-06 01:58

　　丙烯作为仅次于乙烯的世界第二大石油化工原料,其产能衡量着国家的国民经济水平。而丙烯氧化反应是得到重要三碳有机物的过程,可以得到包括环氧丙烷、丙烯醛、丙酮、丙醛等在内的许多高附加值丙烯衍生物。而其中环氧丙烷和丙烯醛作为丙烯氧化物中产量占比最大的两种物质,其生产过程和催化剂应用受到了广泛的关注和研究。本文分别以环氧丙烷（PO）和丙烯醛（An）为目标产物,以Ag/TS-1（μm）和 Mo-Bi-Fe-Co复合氧化物为丙烯氧化反应的催化剂开展研究。首先考察了制备方法、制备条件、Ag载量、TS-1载体、反应条件等因素对丙烯在Ag/TS-1（μm）上气相氧化制环氧丙烷反应性能的影响。通过XRD、UV-vis、TEM等手段来进一步研究影响催化剂的银颗粒尺寸、氧化态银物种等关键因素。在此基础上,尝试合成一系列Mo-Bi-O催化剂。考察了合成方法、催化剂组成、合成条件、沉淀剂加入等因素对丙烯在Mo-Bi-O催化剂上选择氧化制丙烯醛反应性能的影响。通过详细的表征手段来分析表征分析催化剂的活性相态、寻找最优催化剂结构形式。实验结果表明,在25℃、pH=7条件下采用沉积沉淀法制备得到的3.0wt%Ag/TS-... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 丙烯简介
        1.1.1 丙烯生产现状
        1.1.2 丙烯衍生物
    1.2 丙烯氧化生产环氧丙烷
        1.2.1 环氧丙烷简介
        1.2.2 环氧丙烷生产方法
        1.2.3 丙烯直接氧化生成环氧丙烷催化剂的研究
        1.2.4 Ag催化剂的工业应用
        1.2.5 不同形式的负载型纳米Ag催化剂在丙烯气相环氧化中的运用
        1.2.6 TS-1分子筛简介
    1.3 丙烯选择氧化生产丙烯醛
        1.3.1 丙烯醛简介
        1.3.2 丙烯醛的工业生产现状
        1.3.3 Mo-Bi复合氧化物的应用
        1.3.4 Mo-Bi复合氧化物的结构
        1.3.5 Mo-Bi复合氧化物中晶格氧的作用
        1.3.6 钼铋复合氧化物上烯烃选择氧化的机理
        1.3.7 钼铋复合氧化物制备方法
    1.4 选题思想和研究内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂及实验仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的制备
        2.2.1 丙烯氧化生成PO催化剂制备
        2.2.2 丙烯氧化生成丙烯醛催化剂制备
    2.3 表征手段和方法
        2.3.1 X射线衍射（XRD）
        2.3.2 透射电子显微镜（TEM）
        2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）
        2.3.4 傅里叶变换-红外光谱（FT-IR）
        2.3.5 紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）
        2.3.6 氮气物理吸附（BET）
        2.3.7 电感耦合等离子体（ICP）
    2.4 催化剂性能评价
        2.4.1 实验装置
        2.4.2 催化剂的活性评价
        2.4.3 产物分析方法
3 丙烯在Ag/TS-1上催化氧化制取环氧丙烷
    3.1 不同金属负载的TS-1的丙烯环氧化结果
    3.2 不同载体负载的Ag催化剂的丙烯环氧化性能
    3.3 沉积沉淀法和浸渍法的比较
        3.3.1 沉积沉淀法和浸渍法的反应结果
        3.3.2 沉积沉淀法和浸渍法制备的3.0%Ag/TS-1的表征结果
    3.4 不同老化温度对3.0%Ag/TS-1上丙烯环氧化的影响
        3.4.1 不同老化温度下制备的3.0%Ag/TS-1的丙烯环氧化反应结果
        3.4.2 不同老化温度下制备的3.0%Ag/TS-1催化剂表征结果
    3.5 不同沉积pH对3.0%Ag/TS-1上丙烯环氧化反应的影响
        3.5.1 不同沉积pH下制备的3.0%Ag/TS-1上的丙烯环氧反应结果
        3.5.2 不同沉积pH下制备的3.0%Ag/TS-1表征结果
    3.6 不同Ag负载量的TS-1催化剂对丙烯环氧化反应的影响
        3.6.1 不同Ag负载量TS-1催化剂上丙烯环氧化的反应结果
        3.6.2 不同Ag负载TS-1催化剂表征结果
    3.7 不同TS-1载体对3.0%Ag/TS-1催化剂上丙烯环氧化的影响
        3.7.1 不同TS-1载体Ag催化剂的丙烯环氧化反应结果
        3.7.2 不同TS-1载体Ag催化剂表征结果
    3.8 反应条件的考察
        3.8.1 反应温度对3.0%Ag/TS-1催化剂上丙烯环氧化反应性能的影响
        3.8.2 反应空速对3.0%Ag/TS-1上丙烯环氧化反应性能的影响
    3.9 本章小结
4 丙烯在Mo-Bi复合氧化物上催化氧化制取丙烯醛
    4.1 催化剂制备
    4.2 制备方法对Mo-Bi催化剂上丙烯选择氧化反应的影响
        4.2.1 不同方法制备的Mo-Bi催化剂上丙烯选择氧化的反应结果
        4.2.2 不同方法制备的Mo-Bi催化剂的表征结果
    4.3 催化剂中Mo、Bi元素的含量对丙烯选择氧化反应的影响
        4.3.1 不同Mo-Bi原子比催化剂的丙烯选择氧化反应结果
        4.3.2 不同Mo-Bi原子比催化剂的表征结果
    4.4 Fe、Co元素的加入对Mo-Bi催化剂的丙烯选择氧化反应的影响
        4.4.1 Fe、Co元素依次加入的Mo-Bi催化剂的丙烯选择氧化反应结果
        4.4.2 Fe、Co元素依次加入的Mo-Bi催化剂的表征结果
        4.4.3 不同Co含量对Mo-Bi催化剂的丙烯选择氧化反应影响
    4.5 焙烧温度对Mo-Bi催化剂的丙烯选择氧化反应影响
        4.5.1 不同焙烧温度对Mo-Bi催化剂选择氧化反应性能的影响
2Bi₂Fe（0.2）Co_0.02O_x催化剂的表征结果">        4.5.2 不同焙烧温度下制备的Mo₂Bi₂Fe（0.2）Co_0.02O_x催化剂的表征结果
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应的影响">        4.5.3 焙烧时间对Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应的影响
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应影响">    4.6 沉淀pH值对Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应影响
        4.6.1 不同沉淀pH催化剂的丙烯选择氧化反应结果
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的表征结果">        4.6.2 不同沉淀pH下制备的Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的表征结果
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应影响">    4.7 沉淀剂加入对Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂的丙烯选择氧化反应影响
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x上丙烯选择氧化反应结果">        4.7.1 不同沉淀剂加入的Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x上丙烯选择氧化反应结果
2Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂表征结果">        4.7.2 不同沉淀剂加入的Mo₂Bi₂Fe_0.2Co_0.02O_x催化剂表征结果
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]HZSM-22和SAPO-11催化甲醇转化制烯烃（MTH）反应:酸强度对反应和失活机理的影响（英文）[J]. 王金棒,李金哲,徐舒涛,郅玉春,魏迎旭,何艳丽,陈景润,张默之,王全义,张雯娜,武新强,郭新闻,刘中民.  催化学报. 2015(08)
[2]丙烷脱氢制丙烯催化剂研究的进展[J]. 张凌峰,刘亚录,胡忠攀,杨玉旺,于海斌,袁忠勇.  石油学报(石油加工). 2015(02)
[3]丙烯:产能猛增 需求低迷[J]. 陶炎.  中国石油和化工. 2013(03)
[4]pH值对共沉淀法制备钼基多金属氧化物催化异丁烯选择氧化制甲基丙烯醛性能的影响[J]. 徐达,刘士艳,刘云凌,王振旅.  物理化学学报. 2012(11)
[5]甲醇氧化制甲醛工艺技术探讨[J]. 许永成,肖敦峰,刘广智.  化肥设计. 2012(03)
[6]铋钼复合氧化物催化剂的结构及其对丙烷选择氧化反应的催化性能[J]. 杨汉培,范以宁,林明,许波连,陈懿.  催化学报. 2001(06)
[7]多产丙烯生产技术进展[J]. 李雅丽.  当代石油石化. 2001(04)
[8]丙烯醛的生产及应用[J]. 张明智.  应用化工. 2000(04)
[9]TS－1分子筛催化苯羟基化反应[J]. 高焕新,李树本.  催化学报. 1996(04)

博士论文
[1]甲醇直接脱氢制备无水甲醛的负载银催化剂及其反应机理的研究[D]. 任丽萍.复旦大学 2004
[2]钛硅分子筛的合成、表征及催化丙烯环氧化性能的研究[D]. 李钢.大连理工大学 2000

硕士论文
[1]丙烯选择氧化制丙烯醛催化剂的研究[D]. 甘玉花.厦门大学 2014



本文编号：3120531