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有序介孔Sn-SBA-15负载铂催化剂上丙烷脱氢性能的提高
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643.3[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]四川大学化学工程学院,四川成都610065, [2]斯特拉斯堡大学能源、环境与健康化学过程研究所,斯特拉斯堡市,法国
  • 相关基金:四川省科技支撑计划 (2016GZ0371); 国家自然科学基金(21476145, 21506111).
中文摘要:

丙烷脱氢制丙烯能够将低级烷烃转变成烯烃,是有效扩大丙烯来源的生产工艺.铂锡催化剂用于丙烷催化脱氢的主要缺点是稳定性差、选择性低,通过稳定锡的氧化态可以大大改善催化剂的脱氢性能及稳定性.本文采用一锅水热合成法制备了一系列高比表面积具有高度有序介孔结构的Sn掺杂的Sn-SBA-15材料,并作为载体负载铂催化剂用于丙烷脱氢反应.同时利用传统浸渍法(IM)合成了Sn/SBA-15-IM材料作为对比.结合X射线衍射(XRD)、BET比表面积和孔体积测试、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱、H2程序升温脱附(H2-TPD)、热重分析(TGA)、扫描电镜和透射电镜等多种物理化学表征手段研究了Sn-SBA-15材料和催化剂的结构性质及其丙烷脱氢反应性能.XRD和BET比表面积和孔体积测试结果表明,水热合成法原位引入助剂Sn不影响载体SBA-15的有序孔道结构,同时能够保持较大的比表面积.传统浸渍法引入Sn会堵塞载体孔道,载体比表面积及孔道有序度下降.Sn掺杂进入SBA-15骨架能够增强Sn物种与载体的相互作用,有利于Sn物种在反应过程中保持氧化态,提高催化剂丙烷脱氢反应的活性及选择性.当Sn掺杂量增至2.0wt%时,Pt,Sn组分与载体之间的相互作用减弱,催化剂中Sn0物种所占比例增多,导致催化剂丙烷脱氢性能下降.在丙烷脱氢反应过程中,一锅法引入Sn的催化剂上反应活性和稳定性明显优于浸渍法引入Sn的催化剂.其中,Pt/0.5Sn-SBA-15催化剂表现出最优的丙烷脱氢性能,丙烷转化率为43.8%,丙烯选择性为98.5%.

英文摘要:

A series of Sn‐incorporated SBA‐15materials with high specific surface areas and highly orderedmesoporous structures were synthesized by a facile one‐pot method and used as catalyst supports.A reference sample was also prepared using a conventional impregnation method.The catalystswere characterized using various methods,and their activities in propane dehydrogenation wereinvestigated.The incorporation of Sn into the SBA‐15matrix led to strong interactions between Snspecies and the support,and these helped to maintain the oxidation states of Sn species during thereaction.Substitution with Sn changed the interfacial properties of the Pt species and improved thefunction and effect of the Sn promoter.The catalytic activities and stabilities of the Pt catalysts supportedon Sn‐incorporated SBA‐15were better than those of the impregnated sample.However,thecatalytic performance deteriorated when an excessive amount of Sn was introduced and the interactionsamong Pt,Sn species,and the support became weaker.The Pt/0.5Sn‐SBA‐15catalyst gavethe best propene selectivity,i.e.,98.5%,with a corresponding propane conversion of about43.8%.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199