空心微球氧化鋁負載Pt-In催化異丁烷脫氫研究

王佳萌劉凡吉宋 珍韓明迅張希慶李響響張立紅

(天津大學化工學院,天津 300350)

異丁烯是一種重要的化工原料,傳統的異丁烯生產方式蒸汽裂解和流化催化裂化,存在耗能高、選擇性低、產量小、污染嚴重等問題[1,2]。 伴隨著需求量的增長,傳統的異丁烯生產工藝已無法滿足市場需求。研究發現異丁烷直接脫氫制異丁烯是一種高效、環保、價格低廉、滿足市場供應需求的有效工藝[3,4]。

目前,異丁烷直接脫氫催化劑主要為Pt 基與Cr基催化劑[5,6]。 Cr 基催化劑對環境有害且穩定性較差,而Pt 基催化劑具有較好的催化活性,且對環境友好無污染,因此Pt 基催化劑在異丁烷脫氫反應中得到了更廣泛的研究和應用[7]。 基于Al2O3載體具有較高的熱穩定性、較大的比表面積、豐富的孔結構等特征[8],工業上常用Al2O3作為載體負載Pt 用于脫氫反應。 但商用Al2O3負載的Pt 基催化劑依然存在易燒結、易積碳等問題,從而影響催化劑的脫氫性能[9]。 添加助劑是常見修飾催化劑的方法之一,其中助劑In 不僅可以提高Pt 的分散性,而且可改善脫氫穩定性[10,11]。 此外,載體的性質對脫氫反應性能也有著重要影響。 載體可調節活性組分的分散性、穩定性、結構和電子性質,甚至其孔結構也會對反應物和產物分子擴散產生影響[12]。 也就是說,雖然常用Al2O3載體組分單一,但仍然可以通過調變其織構和表面性質實現對催化劑活性組分物化性能的調控,從而在一定程度上抑制金屬燒結和積碳形成,改善脫氫反應性能。……