納米鎳基氧化物的制備及其乙烷氧化脫氫性能研究.pdf

1、利用天然氣資源直接或間接地生產(chǎn)乙烯可以有效的緩解因石油資源短缺而引發(fā)的矛盾。乙烷是天然氣中的主要成分,以乙烷為原料生產(chǎn)乙烯對我國的石化工業(yè)具有重要的意義。工業(yè)上乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯主要是通過蒸汽裂解,該過程為一強(qiáng)吸熱反應(yīng),耗能高,且受熱力學(xué)平衡的限制。近年來,研究者開始致力于研究乙烷的催化氧化脫氫。但由于各種副反應(yīng)的存在,且在熱力學(xué)上這些副反應(yīng)一般都要比乙烷氧化脫氫制乙烯反應(yīng)更為有利。因此,如何在較低溫度下獲得較高乙烯收率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、
　　 納米顆粒的氧化鎳催化劑對乙烷氧化脫氫制乙烯(ODHE)反應(yīng)具有較好的低溫催化活性。本文首先用研磨法、直接沉淀法、尿素均勻沉淀法、溶膠凝膠法制備了納米顆粒的NiO,并考察其乙烷氧化脫氫的催化性能,結(jié)果表明尿素均勻沉淀法制備的納米氧化鎳具有較好的催化活性,這可能與均勻沉淀法制備的催化劑顆粒較小,比表面積較大有關(guān)。在此基礎(chǔ)上,我們用尿素沉淀法,通過簡單的步驟合成了花狀氧化鎳,并考察了不同沉淀溫度、不同沉淀時(shí)間對合成納米片自組裝

3、的花狀NiO的影響。由于其特殊的形貌具有堆積孔結(jié)構(gòu),具有較好的還原性能,因此與常規(guī)尺寸的NiO相比,花狀的NiO具有較好的乙烷氧化脫氫催化活性。
　　 另外,由于介孔材料具有較大的比表面積、窄的孔徑分布和大的孔道結(jié)構(gòu),本論文還采用了不同的制備方法合成了介孔NiO,發(fā)現(xiàn)在相同的反應(yīng)條件下,軟模板法制備的介孔NiO催化劑乙烯收率明顯高于硬模板法制備的介孔NiO。因此通過軟模板法選擇不同表面活性劑合成了介孔NiO,并比較其乙烷氧化脫氫

4、活性,結(jié)果表明,以十二烷基硫酸鈉(SOD)為模板劑合成的介孔氧化鎳具有較好的催化活性,在450℃時(shí),可以獲得25.6％的乙烯收率。在介孔氧化鎳的研究基礎(chǔ)上,添加不同的助劑,研究了雙組分NiMO(M=Li、Mg、Al、Y、Zr)催化劑對乙烷氧化脫氫制乙烯活性的影響。結(jié)果表明,與單組分介孔NiO相比,除了NiLiO外,其他二組分催化劑的活性均有所提高,在450℃時(shí),NiZrO催化劑可獲得最高的乙烯收率34.6％。同時(shí),采用XRD,氮?dú)馕摳?/p>