《3DOM-MgFexAl2-xO4催化劑可控制備及其乙苯與CO2氧化脫氫性能研究》是依託大連理工大學,由紀敏擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：3DOM-MgFexAl2-xO4催化劑可控制備及其乙苯與CO2氧化脫氫性能研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：紀敏
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
負載型Fe基催化劑對乙苯與CO2氧化脫氫制苯乙烯具有良好的反應活性，但在較高反應溫度（≥550℃）下極易因活性組分燒結、積碳而失活。將Fe物種摻雜進入複合氧化物骨架內可以抑制其燒結，但積碳問題仍然存在。在對Fe3+摻雜的MgAl2O4尖晶石催化劑研究基礎上，本項目提出製備具有三維有序大孔（3DOM）結構的MgFexAl2-xO4催化劑的構想，在保持活性組分抗燒結能力的同時，提高積碳前驅體擴散速率，降低積碳。3DOM催化劑擬採用膠體晶體法製備，通過調變模板微球尺寸控制3DOM孔道性質，採用添加絡合劑、多次浸漬和調控焙燒工藝等方法控制無機骨架前驅物的反應行為、骨架中/微孔結構以及催化劑機械強度。研究製備工藝參數對催化劑孔道結構及催化性質的影響。本項目研究對豐富3DOM材料製備化學、研發乙苯-CO2脫氫反應新型催化劑具有學術意義和套用價值。
結題摘要
本項目採用無皂乳液聚合法合成了的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 微球, 並以此為模板製備了具有三維有序大孔 (3DOM) 結構的MgFe0.1Al1.9O4尖晶石催化劑, 研究了催化劑3DOM結構對其在乙苯與CO2氧化脫氫生成苯乙烯反應中穩定性的影響。 結果表明， 合成的3DOM MgFe0.1Al1.9O4 催化劑具有三維有序大孔結構, 其大孔孔徑為230 nm, 孔壁平均厚度為 60 nm， 其中大部分Fe物種以同晶取代的方式進入到尖晶石骨架中。該催化劑在乙苯與CO2氧化脫氫反應中表現良好的催化活性和穩定性。通過與具有相同化學組成的nano MgFe0.1Al1.9O4催化劑對比研究發現，3DOM MgFe0.1Al1.9O4暢通的孔道結構十分有利於反應積碳前驅物的外擴散, 對提高催化劑的穩定性具有重要作用。此研究結果為乙苯與CO2氧化脫氫反應催化劑的研發提供了一種新型催化材料, 具有重要意義。
