丙烯（氨）氧化原位漫反射紅外光譜研究.pdf

1、烴類的選擇(氨)氧化是重要的工業(yè)反應，在這類反應中，目的產物往往是(氨)氧化中間產物，過多的副反應將不利于產物在后序處理中的分離和精制，特別是熱力學上最有利的深度氧化反應，既加重了環(huán)境的污染，又浪費了原料，因此研究此反應體系具有重要的工業(yè)意義和經濟效益。原位漫反射紅外是近年來發(fā)展起來的研究催化劑表面反應作用機理的實驗技術，本論文利用此實驗技術對丙烯氧化和丙烯氨氧化這一復雜體系的反應規(guī)律進行了研究。 首先在確定自建的原位漫反射紅外

2、實驗裝置的分辨率、掃描次數、催化劑粒徑和氣速等參數的較佳操作值的基礎上，動態(tài)考察了丙烯氧化的催化劑表面反應和氣相反應行為。結果表明：催化劑表面的選擇氧化能夠有效抑制深度產物CO2、CO的生成量，選擇氧化的活性中心是催化劑表面的晶格氧。催化劑表面的丙烯氧化反應有多種反應路徑，實驗中檢測到的中間產物主要有：(i)π-allylic絡合物；(ii)丙烯與催化劑表面的Bronsted酸位作用形成的烯丙醇物種；(iii)異丙醇中間物種。

3、在丙烯氨氧化反應中，氨的吸附主要有三種形式：(1)氫鍵結構：NH…O2-，氨與表面的氧負離子或者表面羥基基團形成氫鍵；(2)N原子與表面羥基形成的氫鍵；(3)與催化劑表面的陽離子(即表面Lewis位)形成共價結構。另外，也會發(fā)生完全的質子轉移而形成NH4+或者氨吸附分解生成表面NH2基團和表面羥基基團。當其他物種與氨共吸附時，會改變化學吸附的氨物種的性質。丙烯氨氧化反應的原位漫發(fā)射研究的最佳反應溫度是400℃，在此溫度下最有利于中間產物