丙烷氧化脫氫制丙烯的釩基介孔催化材料研究進展

鄭 鵬，祝琳華，梅麗寶，司 甜

（1昆明理工大學化學工程學院，云南 昆明 650500；2保山市質量技術監督綜合檢測中心，云南 保山 678000）

丙烯是在石油化工中僅次于乙烯的重要原料，目前丙烯絕大部分來源于石油的催化裂化和柴油、石腦油的裂解。近年來，隨著丙烯需求量的不斷增加以及石油資源的日漸匱乏，丙烷脫氫制丙烯成為增加丙烯產量的重要途徑之一。

丙烷脫氫技術主要分為直接脫氫和氧化脫氫（ODH），其中直接脫氫技術已經于20世紀90年代實現了工業化生產[1]。雖然直接脫氫技術與其它丙烯生產技術相比具有總收率高、設備費用較低的優點，但由于其為強吸熱反應，故需在700 ℃左右的高溫下進行反應[2]，這會導致丙烷的深度裂解和脫氫，同時，催化劑表面易因結焦而失活。之后出現的丙烷的氧化脫氫技術則是以較低溫度下的放熱反應替代直接脫氫技術的高溫吸熱反應，從而大大降低了反應的能耗，同時在氧氣環境下，催化劑表面的結焦易于氧化去除，抑制了催化劑的失活。

丙烷氧化脫氫反應方程式如式（1）。

反應物C3H8的C—H鍵能為401.3 kJ/mol，而產物C3H6的C—H鍵能為360.7 kJ/mol，因產物C3H6不易從催化劑表面脫附[3]，導致丙烯易于繼續深度氧化生成 CO2、CO等其它氣體，這也是丙烷氧化脫氫制丙烯選擇性較低的原因，所以，開發兼具高的丙烯選擇性和丙烷氧化反應活性的催化體系，是實現丙烷選擇性氧化制丙烯的關鍵。

在眾多的負載型催化劑體系中，介孔材料由于具有與低碳烴類分子尺寸相當的孔道結構而備受關注，有望實現擇形催化，此外，介孔材料孔自身的酸堿性和表面基團對于反應分子的吸附、活化及產物分子的脫附具有不同的影響。……