《丙烷氨氧化MoVTeNbO催化劑的構-效關係》是依託廈門大學，由伊曉東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：丙烷氨氧化MoVTeNbO催化劑的構-效關係
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：伊曉東
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對三方MoVTeNb催化劑的製備及其催化性能未見報導等問題，擬採用後合成法，分別以三方和正交MoVO為前驅體，通過調變Te和Nb的含量製備出純三方以及三方和假六方（M2）相比例可控的MoVTeNbO，純正交（M1）以及M1和M2相比例可控的MoVTeNbO複合氧化物，以期製備出性能更佳的丙烷氨氧化催化劑。系統考察Te和Nb的引入對不同結構MoVTeNbO催化劑的熱穩定性、相結構、氧化還原等性質的影響以及三方/假六方和正交/假六方晶相的協同作用及其與丙烷氨氧化性能的關聯。在此基礎上，採用準原位高分辨低能離子散射譜，準原位XPS和原位拉曼等譜學技術對三方、正交和假六方MoVTeNbO進行表征，對反應條件下催化劑的表面重構現象進行深入考察，揭示催化劑的構-效關係，為實用丙烷氨氧化催化劑的研製提供科學依據。
結題摘要
MoVTeNbO複合氧化物是近年來丙烷（氨）氧化制丙烯酸（腈）高效催化劑之一。鑒於有關三方相MoVTeNb催化劑的製備及其催化性能未見報導、MoVTeNbO催化劑中M1/M2相比例難以調控等問題，本項目採用後水熱合成方法，以三方相MoVO為前驅體首次製備了純的三方相MoVTe(Nb)O催化劑。發現Te位於三方相MoVTe(Nb)O催化劑的七員環內，而在正交相MoVTe(Nb)O催化劑中Te位於六員環內。系統考察了Te和Nb對MoVTeNbO催化劑結構的穩定作用。Te的引入有利於三方相MoVO轉化為正交相MoVTeO以及進一步轉化為M2相，而Nb則可穩定三方相MoV(Te)O和正交相MoV(Te)O結構。採用準原位XPS、高分辨低能離子散射譜和原位Raman對丙烷氨氧化制丙烯腈反應條件下不同相（三方相、無定型、正交相）MoVO為前驅體和常規水熱法製備的MoVTeNbO催化劑進行了表征。結果表明，在反應過程中，雖然催化劑體相結構和比表面積等沒發生變化，但催化劑表面發生重構現象，即催化劑中的V和Te向表面富集。結合上述不同催化劑的丙烷氨氧化制丙烯腈催化性能，通過構-效關係研究，較好的闡明了文獻中對MoVTeNbO各組分的作用機制，特別是元素在晶相中占據的位置及金屬原子的氧化狀態等仍存在爭議的問題，為實用丙烷氨氧化催化劑的研製提供科學依據。 在此基礎上，採用後水熱法製備的MoVTeNbO催化劑實現了M1/M2相比例的可調控，克服了一般的漿液法和水熱法製備MoVTeNbO催化劑時，製備條件的細微差別對活性相的形成影響較大和M1和M2比例難以調控的缺點。以三方相MoVO為前驅體製備的Mo3V1Te0.6Nb0.45O催化劑表現出優異的丙烷氨氧化制丙烯腈催化性能，在最佳化的反應條件下，丙烷轉化率為82%，丙烯腈選擇性80%，丙烯腈收率達66%，是目前文獻報導的最高收率，具有較好的工業套用前景。
