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,該過程為一強吸熱反應,耗能高,且受熱力學平衡的限制。近年來,研究者開始致力于研究乙烷的催化氧化脫氫。但由于各種副反應的存在,且在熱力學上這些副反應一般都要比乙烷氧化脫氫制乙烯反應更為有利。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。在此基礎上,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構,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構,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,可以獲得25.6％的乙烯收率。在介孔氧化鎳的研究基礎上,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,NiZrO催化劑可獲得最高的乙烯收率34.6％。同時,采用XRD,氮氣吸脫附