枸橼酸法制备纯晶相Mg_3(VO_4)_2及其环己烷氧化脱氢反应性能
γ-Al2O3负载钒基催化剂及环己烷氧化脱氢催化性能研究的开题报告
γ-Al2O3负载钒基催化剂及环己烷氧化脱氢催化性
能研究的开题报告
1.研究背景
环己烷氧化脱氢是重要的有机合成反应之一，其产物环己烯具有广
泛的用途。
现有的催化剂主要有铬、铝、钒等金属离子和其盐类，并深
受工业界的青睐，这些催化剂的活性和稳定性能够满足工业反应的需求。
其中，负载型钒基催化剂在催化机理和性能方面具有一定的优势。
因此，通过对负载型钒基催化剂的研究可以更好地理解催化机理，优化反应条件，进一步提高反应的效率和产率。
2.研究目标
本研究旨在制备γ-Al2O3负载钒基催化剂，并对其在环己烷氧化脱氢反应中的催化性能进行研究。
3.研究内容和方法
(1) 制备γ-Al2O3负载钒基催化剂，采用浸渍法进行前驱体的制备，并采用焙烧工艺进行催化剂的制备。
(2) 对催化剂的物相结构、表面形貌进行表征，采用XRD、BET等表征手段进行分析。
(3) 考察催化剂在环己烷氧化脱氢反应中的催化性能，通过GC、MS 等方法对反应产物进行分析，同时研究不同反应条件对反应效率和产物
分布的影响。
4.研究意义和预期结果
通过研究γ-Al2O3负载钒基催化剂在环己烷氧化脱氢反应中的催化性能，可以更好地理解其催化机理和性能，为优化反应条件提供基础支撑。
同时，通过分析反应产物，可以进一步确定催化剂的反应途径，为材料
的设计和制备提供理论指导。
预期结果：制备出催化活性高、稳定性好的γ-Al2O3负载钒基催化剂，并对其反应机理和性能进行深入研究，为将来的工业化应用提供重要基
础支撑。
环己醇脱氢实验报告
一、实验目的1. 了解环己醇脱氢反应的基本原理和实验方法。
2. 掌握脱氢反应过程中催化剂的选择和评价方法。
3. 研究不同条件对环己醇脱氢反应的影响，优化反应条件。
4. 分析环己醇脱氢反应的产物组成和纯度。
二、实验原理环己醇脱氢反应是一种重要的有机合成反应，其基本原理为环己醇在催化剂的作用下，脱去一个氢原子，生成环己酮。
该反应可表示为：C6H12O → C6H10O + H2实验中常用的催化剂有铜、钴、镍等金属催化剂，以及负载型催化剂如Cu-ZnO、Cu-MgO等。
三、实验材料与仪器1. 实验材料- 环己醇（分析纯）- 环己酮（分析纯）- 氢氧化钠（分析纯）- 氢氧化钠溶液（1mol/L）- 硫酸铜溶液（0.1mol/L）- 水浴加热器- 氮气瓶- 分光光度计- 气相色谱仪- 热重分析仪- 催化剂载体（如活性炭、硅胶等）2. 实验仪器- 反应釜- 冷凝管- 水泵- 温度计- 搅拌器- 热分析仪- 气相色谱仪- 比重瓶四、实验步骤1. 催化剂制备（1）将硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合，搅拌至氢氧化钠完全溶解。
（2）将混合溶液倒入反应釜中，加入活性炭载体，搅拌均匀。
（3）在氮气保护下，将反应釜加热至一定温度，保持一段时间。
（4）冷却后，过滤出催化剂，洗涤干燥。
2. 环己醇脱氢反应（1）将环己醇加入反应釜中，加入一定量的催化剂。
（2）开启搅拌器，控制反应温度，进行环己醇脱氢反应。
（3）反应过程中，定期取样，检测环己醇和环己酮的浓度。
（4）反应结束后，过滤出催化剂，收集环己酮。
3. 产物分析（1）使用分光光度计检测环己醇和环己酮的浓度。
（2）使用气相色谱仪分析环己酮的纯度。
（3）使用热重分析仪研究催化剂的活性。
五、实验结果与分析1. 催化剂活性实验结果表明，Cu-MgO催化剂具有较高的环己醇脱氢活性。
在反应温度为250℃，反应时间为3小时，环己醇转化率为90%。
2. 反应条件对脱氢反应的影响（1）反应温度：实验结果表明，随着反应温度的升高，环己醇转化率逐渐提高，但选择性降低。
Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)O_(2)F钠离子电池正极材料的水热法制备及性能
摘要：采用水热法制备了 Na3V2(PO4)2O2F (NVPOF)钠离子电池正极材料，利用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒流 充放电(GCD)等方法研究了其形貌、结构与电化学性能。结果显示，纯相 NVPOF 形貌规则，呈长 1~3 μm、宽 300 nm~1 μm、长宽 比为 2~3 的四棱柱形貌。NVPOF 具有 2 对平稳的充放电平台，在 0.2C 和 2C 电流密度下，放电比容量达到 124.2 和 70.5 mAh· g-1，经 100 次循环后，放电比容量仍有 105.8 和 59.6 mAh·g-1，容量保持率达到 85.2% 和 84.5%，库仑效率基本在 97% 以上，且低 温(0 ℃)电化学性能也有不错的表现。经还原氧化石墨烯(rGO)包覆提高电子电导率，NVPOF@rGO 在 0.5C 和 2C 的室温放电比 容量高达 124.4 和 88.4 mAh·g-1，且 2C 倍率下循环 200 圈后的比容量仍有 78.7 mAh·g-1，容量保持率高达 89%，库仑效率始终保 持在 99% 左右，显示出优异的倍率和循环性能。
关键词：Na3V2(PO4)2O2F；水热法；钠离子电池；循环性能
中图分类号：O646.21
文献标识码：A
文章编号：1001‑4861(2021)07‑1204‑07
Ag-Zn3(VO4)2光催化剂催化降解甲基橙溶液
Ag-Zn3(VO4)2光催化剂催化降解甲基橙溶液黄珍珍;王孟晴;方琴;陈建林【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2017(025)003【摘要】采用水热法结合高温热处理制备Ag-Zn3(VO4)2光催化剂,研究催化剂在可见光下降解甲基橙溶液的性能,并考察催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、pH值、盐效应和H2O2用量对光催化性能的影响,评价Ag-Zn3(VO4)2光催化剂的重复使用性能.结果表明,在催化剂用量2.0 g·L-1、甲基橙溶液初始浓度20 mg·L-1和溶液pH=6.2条件下光照反应5 h,甲基橙溶液脱色率可达99.18%,Na2SO4对光催化降解甲基橙起抑制作用,且随着溶液中盐浓度增加,抑制作用更明显.H2O2在一定浓度范围可促进光催化降解甲基橙,100 mL甲基橙溶液中30%H2O2加入量为1.0 mL时,甲基橙溶液脱色率可提高21.68个百分点.催化剂重复使用5次后,光照5 h的甲基橙溶液脱色率仍可达到75.99%.%Ag-doped Zn3(VO4)2 photocatalyst was prepared by hydrothermal method combined with subsequent heat treatment process.The properties of as-prepared photocatalyst for degradation of methyl orange under visible light were studied,and thenthe influence of catalyst dosage,initial concentrations and pH value of methyl orange solution,Na2SO4 concentrations and H2O2 amounts was investigated.The repeated use performance of Ag-Zn3(VO4)2 photocatalyst was evaluated.The results showed that the degradation rate of methyl orange reached 99.18% under the optimal condition of catalyst dosage 2.0 g·L-1,initial concentrations of methyl orange solution 20 mg·L-1,pH=6.2 and irradiation time 5 h.Addition of Na2SO4 inhibited photocatalytic degradation of methyl orange,and the inhibition action strengthened as the salt concentration increased.H2O2 accelerated photocatalysis in a certain concentration range,and the degradation rate of methyl orange could be improved by 21.68 percentage points under the condition of methyl orange solution 100 mL and 30% H2O2 amount 1.0 mL.After five recycling runs,Ag-Zn3(VO4)2 photocatalyst still kept 75.99% removal rate of methyl orange under the irradiation for 5 h.【总页数】5页(P76-80)【作者】黄珍珍;王孟晴;方琴;陈建林【作者单位】南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210023;南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京210023【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TQ034【相关文献】1.WO3/BiOBr光催化剂催化降解甲基橙溶液 [J], 曹江平;王莉琼;黄雪松;李雯欣;陈建林2.C3 N4-BiVO4复合光催化剂可见光催化降解甲基橙 [J], 王莉琼;方琴;雷明雨;黄珍珍;陈建林3.PI/NiO/g-C3N4复合光催化剂的制备及其对甲基橙的光催化降解 [J], 朱世侦;王清;毛洁;周娅芬4.MoO3-C3N4复合光催化剂的可见光下高效催化降解甲基橙 [J], 马令娟;侯梦宁;马宏彬;曹震;薛振;陆明汝5.二氧化锡光催化剂在环境净化技术光催化降解甲基橙的应用研究 [J], 陈栋; 吴伟成; 高微; 冯胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
甲基环己烷脱氢催化剂的制备及其性能研究
甲基环己烷脱氢催化剂的制备及其性能研究甲基环己烷脱氢催化剂的制备及其性能研究摘要：甲基环己烷脱氢催化剂是一种用于催化甲基环己烷脱氢反应的关键材料。
本研究通过多步合成方法制备了一种新型甲基环己烷脱氢催化剂，并对其进行了性能研究。
结果表明，该催化剂具有较高的稳定性和催化活性，可广泛应用于工业生产中。
1. 引言甲基环己烷脱氢反应是一种重要的有机合成反应，可用于生产高附加值的有机化合物。
然而，由于甲基环己烷具有较高的稳定性，该反应的反应条件相对较苛刻。
因此，寻找一种高效、低成本的甲基环己烷脱氢催化剂对于工业化生产具有重要意义。
2. 实验方法2.1 催化剂制备首先，通过某种合成路线制备了一种金属载体，并采用某种方法将其负载在γ-Al2O3载体上。
随后，将该载体在一定的温度下进行还原处理，得到最终的催化剂。
2.2 催化性能测试使用装置对制备好的催化剂进行催化性能测试，反应条件为一定的温度、压力和气体流速。
实验中，反应的产物用气相色谱仪进行分析，以确定反应的产物种类和产率。
3. 结果与讨论3.1 催化剂结构表征使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对催化剂的物理结构进行了表征。
结果显示，催化剂颗粒均匀分散在载体表面，金属载体与γ-Al2O3载体之间形成了较好的结合。
3.2 催化性能测试在一定的反应温度和压力下，对甲基环己烷脱氢反应进行了一系列实验，测试不同条件下催化剂的催化活性和选择性。
实验结果表明，该催化剂在较低的温度下就能够实现较高的甲基环己烷脱氢转化率，并且产物选择性较高。
3.3 催化剂稳定性测试催化剂的稳定性对于工业化生产至关重要。
通过连续使用催化剂进行多次反应测试，考察其在长时间运行下的催化性能变化。
结果显示，催化剂具有较高的稳定性，在10次连续反应下，催化剂的催化活性和选择性都保持了较好的稳定性。
4. 结论本研究成功制备了一种新型甲基环己烷脱氢催化剂，并通过催化性能测试和稳定性测试对其进行了评估。
Mg-V-O催化剂上的环己烷气相氧化脱氢反应
双金属氧化物复合催化剂
Mars-van Krevelen /Eley-Rideal反应机理
贵金属丝网催化剂
均相气相反应和非均相气相 反应共存
金属氧化物催化剂体系
金属氧化物催化剂体系—钒基
V5+具有很好的活化烃分子上C-H键的能力
V2O5中加入另外一种金属阳离子以形成金属钒酸盐
Mg-V-O催化剂 活性中心：V4+V5+氧化还原对 氧物种：晶格氧 V-P-O催化剂 活性中心：(VO)3+(VO)2+ + P+和P+ + O2-O-氧化-还原过程 氧物种：晶格氧
2 N H 4 V O 3 3M g ( N O 3 ) 2 5C 6 H 8 O 7 6 N H 4 O H
前驱体
( N H 4 ) 2 [ V O 2 (C 6 H 6 O 7 )] 2 3M g C 6 H 6 O 7 6 N H 4 N O 3 8 H 2 O
( N H 4 ) 2 [ V O 2 (C 6 H 6 O 7 )] 2 3M g C 6 H 6 O 7 2 2 .5O 2 M g 3 (V O 4 )2 30C O 2 16 H 2O 2 N H 3
催化剂的活性稳定性和热稳定性
50
Conversion,selectivity and yield/%
A
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Reaction T ime/h
80 h运转前后XRD图 Mg3(VO4)2在环己烷氧化脱氢反应中的稳定性实验
2 实验方法
反应器
反应器示意图
一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010580406.7(22)申请日 2020.06.23(71)申请人 中国天辰工程有限公司地址 300400 天津市北辰区京津路1号(72)发明人 王绍伟 刘喆 张媛 刘新伟 (74)专利代理机构 天津滨海科纬知识产权代理有限公司 12211代理人 杨正律(51)Int.Cl.B01J 23/42(2006.01)B01J 37/02(2006.01)B01J 37/08(2006.01)B01J 37/18(2006.01)C07C 5/367(2006.01)C07C 15/04(2006.01)(54)发明名称一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种环己烷脱氢催化剂及其制备方法，所述催化剂为金属负载型催化剂，包括金属活性组分和载体，所述金属活性组分为Pt，所述载体为γ-Al 2O 3。
本发明通过氨络合方式，增大浸渍液中金属负载化合物的空间位阻，而且碱性条件可以进一步降低活性金属负载速率，防止金属粒子团聚，提高催化剂活性组分的分散性和均一性，本发明提供的脱氢催化剂，在实验室环己烷脱氢装置中，环己烷的转化率可达到99.5％，苯的选择性达到99％以上。
权利要求书2页 说明书5页CN 111686718 A 2020.09.22C N 111686718A1.一种环己烷脱氢催化剂，其特征在于：所述催化剂为金属负载型催化剂，包括金属活性组分和载体，所述金属活性组分为Pt，所述载体为γ-Al2O3。
2.根据权利要求1所述的环己烷脱氢催化剂，其特征在于：所述Pt的质量含量为催化剂总质量的0.5-1.2％。
3.根据权利要求2所述的环己烷脱氢催化剂，其特征在于：所述Pt的质量含量为催化剂总质量的0.75-1％。
4.根据权利要求1所述的环己烷脱氢催化剂，其特征在于：所述γ-Al2O3为球型γ-Al2O3或粉末状γ-Al2O3，其中球型γ-Al2O3的直径为1-3mm，比表面积为200-300m2/g；粉末状γ-Al2O3的粒径为0.1-10μm，比表面积为300-400m2/g。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿 日期 ：２ １ 一Ｏ —２ ０１ ５ ３ 作者简介：晋 梅 （ ７ —） １ ３ ，女，山西运城人 ，讲 师，博士，主要从 事化学工程和 工业催化 方面的研究． ９
通信作者： 余国￣（ ７ —）男， － ９ １ ， 湖北武汉人 ， １ 副教授 ， 主要从事工业催化剂研究． — ａ： ｏｉ ｙ８８ ａｏ． ｍｃ Ｅｍ ｉｇ ｘ ｎｕ ２＠ｙｈｏ ｏ ． ｌｕ ａ ｃ ｎ
一
１ 实验部分
１１ Ｍｇ（ ｏ ）的制 备 ． Ｖ
将 ＭｇＮＯ） ６ ： 和热 碱 性 Ｎ ， 液 按 （ ， ・ＨＯ ： ＨＶＯ 溶
Ｍｇ： Ｖ原子 比 ３： ２置 于 ７ ０℃恒 温 水浴 中的三 口
定 的弊端 ， 用环 己烷 气相 氧 化脱 氢 法制 备 环 采
文 章 编 号 ： １７ ．１３２ １）４０ ２ ５ ６３０４ （０ １ ０３０ ０
０ 引ｏｉ 等
得成 功后 ， 己烯 被认 为 是合 成 环 己酮 、 己醇 环 环
化 剂 ，结 合 Ｂ Ｔ、Ｘ Ｄ、Ｓ Ｍ 等催 化剂 表 征 方 Ｅ Ｒ Ｅ
恒 温 水 浴 中蒸 发 至 生 成 黏 稠 胶 状 物 ． 胶 状 物 在
Ｍｇ（ ｏ）具有 孤 立活 性位 、 ｖ 适量 的晶格 氧含 量 、 化 剂表 面 弱碱性 以及较 低 金属 离 子可 还 原 催 性， 因而被 认 为是 环 己烷 氧化 脱氢 制 取环 己烯 的 活性 催 化剂 ［６ ４］ －．为 了得 到 Ｍｇ ｖ 催 化剂 ，很 ， ｏ） （ ： 多学 者 采用 了不 同的制 备 方法 ， 沉 淀法 ［８ 浸 如 ７］ －、
烃 氧 比 为 ２： 及 环 己烷 进 料 量 为 ０ １７ ｌ １ ．０ ｍｏｈ的 条 件 下 ，环 己烯 产率 为 ６４ ／ ．％．
关键 词 ：枸 橼 酸 法 ；Ｍｇ Ｖ ； 环 己烷 ； 氧 化 脱 氢反 应 ， Ｏ） （
中 图 分 类 号 ：０ ４ ＿ ６３３
文 献 标 志 码 ：Ａ
４ ０ 焙烧 １ｈ以分解枸橼 酸 ， ０℃ ８ 而后在最终 的焙 烧
温度下焙烧 ６ ， 一阶段 的升温速 率为 ０ ￣／ ｉ ｈ 每 ． Ｃｒｎ ５ ａ ．
将 焙烧 好 的粉 末 成型 、压片 后筛 分 为 ２ ０～４ ０目
的颗 粒 ，即得 Ｍｇ ｖ 催 化剂 ． ， ｏ） （ ：
金属 阳离子 为 中心 离子 、枸橼 酸分 子 为 配体 ， 形 成单 基 或多 基 配体 的枸 橼 酸盐 ， 而使 原料 各 组 从
法 ［－ ］ １１ ２４
．
液氮环 境 中对样 品进行 氮气吸 附一脱附 曲线测定 ，
采 用 Ｂ Ｔ公 式计 算 样 品 比表 面 积 ．样 品 的 Ｘ Ｄ Ｅ Ｒ
笔 者采 用 枸橼 酸法 制 备 纯 晶相 Ｍｇ（ ０） 催 ， Ｖ ：
图谱采 用 日本 Ｒ ｇｋ ｉａｕ公 司 Ｄ ＭＡ ５ ０ ／ Ｘ２ ５ Ｘ射 线 衍
分达 到原 子 级 的均 匀混 合 ， 有 制备 条 件缓 和且 具
１２ 催化 剂表征 ．
采用 美 国 Ｍｉ ｏ ｅｉｃ 公 司 ＡＳ Ｐ ０ ０仪 器 ， ｃ ｍ ｒｉ ｒ ｔｓ Ａ ２１ 在 １０ｏ 、１３３ ａ真 空条 件 下脱 气 ６ｈ后 ，在 ９ Ｃ ３． Ｐ ２
不 生 成 杂 晶相 的一 种 改 良的 溶 胶 一凝 胶 制 备 方
第３卷 第４ ９ 期 ２ １年１ 月 ０ ２ １
江汉大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
ＪＪａ ｇ ａ ｉ．Ｎａ． ｃ． ｄ） ．ｉｎ ｈ ｎＵｎｖ （ ｔＳ ｉＥ ．
ＶＯ１３９ Ｎ Ｏ ４ ． ． Ｄｅ ．２０１ ｃ １
枸橼酸法制备纯晶相 Ｍｇ ｖ ４ 及其环 己烷 ３ ｏ） （ ２
比 为 １２： ，起 始 溶 液 ｐ 值 为 ４ ８ 焙 烧 温 度 为 ５ ０ Ｃ及 焙 烧 时 间 为 ６ ． １ Ｈ ．， ５。 ｈ时 ， 制 备 的 Ｍｇ ｖ 催 化 剂 具 ， ｏ） （
有 高度均一性 、晶粒尺 寸 大小为 １０ｒ 且 具有 较好 的环 己烷 氧化脱 氢反 应催化性 能．在反 应温度 ４０℃、 １ ｍ ｉ ５
己烯 ， 将是 一 条充 分 利用 苯选 择 加 氢副 产物 环 己 烷， 以形 成环 己烷一 苯一 环 己烯循 环 利 用并 最 大
化生 产 环 己烯 的绿 色 工艺 路线 ．
烧瓶 中搅拌 混 合后 ， 逐滴 滴 加枸 橼 酸溶 液并 用 氨 水调 节 溶液 ｐ 值 ， 拌 １ ．而后 ， 置 于 ７ ℃ Ｈ 搅 ｈ 静 ０
氧化脱氢反应性能
晋 梅 ，徐
（ 江汉大学
芝，刘志敏 ，路
化学与环境 工程学院 ， 湖北
平 ，余 国贤冰
武汉 ４０５ ） ３ ０ ６
摘
要 ：采用枸橼 酸法制备 纯晶相 Ｍｇ（ｏ） ， ，考察 不同制备条件 对催化 剂微观 形貌 、物理 性质 以及 ｖ
环 己烷氧化 脱 氢反 应制取 环 己烯 的影响 ．实验结 果表 明， 当枸橼 酸加入 量与溶 液 中金属 离子量物质 的量
渍法 ［１、固熔 法 ，然 而得 到 的催 化剂 多 为 含 ９０ －］ Ｍｇ（ ３ ） ＶＯ 在 内的｝ 昆晶相催 化 剂 ．枸 橼 酸 法 是 以
７ ℃真 空干燥 箱 中过 夜干燥 得 到疏松 多孔 的海 绵 ０ 状 固体 ，随后 ，将海 绵状 固体研 磨后 于马弗 炉 中 分 阶段 焙烧 ：１０℃焙烧 ２ ２ ｈ以脱 除表 面 吸 附水 ，
法 ， 察 不 同制 备条 件对 催 化剂 微 观形 貌 、 理 考 物 性质 以及 环 己烷氧 化脱氢反应制 备环 己烯 的影 响．
和 己二酸 的最佳 原料 且该工 艺被 认为 是环 境友好 的绿 色 化工 工艺 …． 由于 目前 环 己 烯无 论是 通 过 苯选 择 加 氢制 取 ｌ还是 环 己烷脱 氢 制取 都 存 在 ２ ３ Ｊ