Li-Mn/WO3/TiO2 固體酸催化劑的制備及其甲烷氧化偶聯催化性能研究

程 飛, 楊 建, 閆 亮, 趙 軍, 趙華華, 宋煥玲, 丑凌軍

（1. 中國科學院蘭州化學物理研究所 羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室, 甘肅 蘭州 730000;2. 濰坊市市政公用事業服務中心, 山東 濰坊 261000）

甲烷氧化偶聯制乙烯、 乙烷（OCM）是天然氣綜合利用實現替代石油裂解路線的一個重要發展方向, 具有重要的學術研究意義和潛在的工業應用價值. 自上世紀80 年代首次報道以來, 經過數十年的研究, 發展出了種類繁多的催化劑, 形成了非常龐雜的催化劑體系, 開發了超過2000 種OCM 催化劑. 甲烷氧化偶聯的催化劑按其組成特征分為堿金屬或堿土金屬氧化物催化劑、 過渡金屬氧化物催化劑、 稀土金屬氧化物催化劑和復合金屬氧化物催化劑［1-7］.

大量的實驗表明, 催化劑表面的堿性與甲烷氧化偶聯的反應性能密切相關, 堿性越大, 相應的CH4轉化率和C2選擇性越好［8-11］. 但也有研究發現催化劑表面過多的強堿位會造成反應產物深度氧化, 甚至CO2中毒失活［12-13］. 適當地減少甲烷氧化偶聯催化劑的表面強堿性位點對其催化反應是有利的, 如固體酸6%SO42-/ZrO2負載鋰的催化劑,6%/ZrO2減少了催化劑的堿性位點, 得到的催化劑甲烷偶聯性能較好［14］. 甲烷氧化偶聯是高溫放熱反應,在高溫反應中易流失, Li/6%/ZrO2催化劑容易失活. 固體酸WO3/TiO2是一種常見的固體酸載體, 在高溫條件下結構穩定［15］. 而W和Ti 已經被證明在甲烷氧化偶聯反應中具有促進作用［16］. 固體酸催化劑被廣泛應用于催化領域, 但固體酸作為載體或催化劑用于……