甲烷氧化偶聯(lián)陶瓷基整體式催化劑的制備及反應(yīng)性能的研究.pdf

1、甲烷氧化偶聯(lián)制低碳烴是天然氣綜合利用研究的一個(gè)重要發(fā)展方向，它可在未來石油資源短缺時(shí)提供乙烯等重要的化工原料。整體式催化劑是一種新型的催化劑，引起了人們極大的關(guān)注，而陶瓷基整體式催化劑作為其中一種，具有床層的壓降低，反應(yīng)器徑向和軸向的溫度梯度小等優(yōu)點(diǎn)。因此將陶瓷基基催化劑用于甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)，研究甲烷氧化偶聯(lián)陶瓷基催化劑對(duì)今后的工業(yè)反應(yīng)放大具有較大的參考價(jià)值。 本文以市售的堇青石（400cell/inh2）為基體，以Na2WO4

2、、Mn和M（Ce、La、Sr、Bi等金屬助劑）為活性組分，溶入酸性硅溶膠，制成M-W-Mn/硅溶膠活性漿料，采用涂覆法制備了一系列M-W-Mn/硅溶膠/堇青石陶瓷基整體式催化劑。在微型固定床反應(yīng)器中對(duì)催化劑的甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，考察了陶瓷基整體式催化劑的制備工藝，以及反應(yīng)條件對(duì)催化劑催化性能的影響，同時(shí)采用XRD、TPR分析手段對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 評(píng)價(jià)結(jié)果表明，多組分的M-W-Mn/硅溶膠/堇青石催化劑活性優(yōu)

3、于單組分的W或Mn/硅溶膠/堇青石催化劑。Ce-W-Mn/硅溶膠/堇青石陶瓷基整體式催化劑具有較好的甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)性能，其中4%Ce-5%Na2WO4-2%Mn/硅溶膠/堇青石催化劑的活性相對(duì)較好，其甲烷轉(zhuǎn)化率為31．9%，C2烴選擇性為50．1%，CO的選擇性為23．0%． 結(jié)構(gòu)研究表明，催化劑存在著Na2WO4、Mn2O3和CeO2等物相；不同的過渡金屬添加能夠不同程度的改變催化劑中各個(gè)組分與載體之間的相互作用，從而影響催