釩鉬基催化劑催化甲醇選擇性氧化合成二甲氧基甲烷.pdf

1、二甲氧基甲烷（DMM）是一種重要的有機合成原料和中間體，用作多聚甲醛（POMM）合成的單體原料和汽油的含氧添加劑。同時因DMM毒性很低，可作為醫(yī)藥和香水工業(yè)的優(yōu)良溶劑。甲醇選擇性氧化直接合成DMM的工藝因綠色環(huán)保而受到越來越多的關注。本文對甲醇選擇性氧化合成DMM的雙功能釩鉬基催化劑體系進行了研究。研究內容主要包括 V2O5-MoO3/Al2O3催化劑和V2O5/TiO2-Al2O3催化劑的設計以及在甲醇選擇性氧化制DMM中的應用。

2、r>　　雙金屬負載的V2O5-MoO3/Al2O3催化劑的催化性能要優(yōu)于單獨負載的V2O5/Al2O3和MoO3/Al2O3催化劑。研究發(fā)現(xiàn)V2O5-MoO3/Al2O3催化劑優(yōu)良的催化性能得益于釩與鉬的有效協(xié)同效應：釩鉬物種之間形成的氧化還原循環(huán)以及誘導產生的弱酸位點和B酸位。釩-鉬氧化物通過晶格氧和金屬離子間的電子轉移可實現(xiàn)氧化還原的循環(huán)，進而增強催化劑的氧化能力。特別是釩物種更容易吸附氣相氧，補充消耗的晶格氧，進而促進氧化還原循環(huán)

3、并抑制鉬的聚集，使催化劑維持高活性的狀態(tài)。氧化鉬的添加和部分還原的釩-鉬氧化物的存在，可以促使產生較多的弱酸位點和B酸中心，進而增加 DMM的產率。通過調變 V2O5和MoO3的量，14V2O5-14MoO3/Al2O3催化劑獲得了最佳氧化還原位點與酸性位點之間的最佳匹配，其催化活性最優(yōu)，393 K下達到54％的甲醇轉化率和92%的DMM選擇性。
　　通過不同的制備方法制得V2O5/TiO2-Al2O3催化劑，對其進行催化甲醇選擇

4、性氧化合成DMM的催化活性比較表明，得到溶膠凝膠法和球磨法制備的催化劑為催化性能最優(yōu)的催化劑。這兩種催化劑具有更強的氧化能力，在氧化還原過程中容易得失電子，有利于提升甲醇的轉化率。并且氧化鈦與氧化鋁之間的相互作用，破壞了氧化鋁載體的強酸中心，得到相對較多的弱酸中心，對DMM的生成有較大的促進作用。同時，發(fā)現(xiàn)球磨法可使催化劑的平均粒徑減小，氧化鈦摻入到氧化鋁的晶格中，使氧化鋁骨架結構逐漸被破壞，并誘導產生更多的氧空穴，提升電子傳遞性能，進