甲烷在MnOx/SiO_2催化剂上氧化偶联反应的研究

作     者：张兆龙 于新生 区泽棠 蔡启瑞 Zhang Zhaolong, YuXinsheng.C.T.Au, and K.R.Tsai (Dept. of Chemistry, Xiamen University, Xiamen)

作者机构：厦门大学化学系 

出 版 物：《分子催化》 (Journal of Molecular Catalysis(China))

年 卷 期：1989年第3卷第2期

页      面：104-109页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家教委优秀青年教师基金资助课题 

主　　题：甲烷 氧化偶联 氧化锰催化剂 

摘      要：本文研究了催化剂MnOx/SiO_2在改进为连续进料反应条件下的催化活性及其催化反应机理.实验结果表明;锰负载量升至10(Wt)%时,甲烷转化率和C_2选择性均最高;进一步增大锰负载量时,催化剂中Mn_3O_4晶相形成,此时催化活性开始下降,说明催化剂中形成的硅酸锰盐与甲烷氧化偶联反应直接关联.反应初期,催化反应活性较高,但C_2选择性较低,反应几小时后,活性有所下降,但C_2选择性提高,最后.活性和选择性趋近稳定.进一步研究表明:催化剂中Mn^(2+)配位环境从反应前的八面体中介场转变为四面体强场,而且催化剂中Mn^(2+)浓度增大约100倍,说明Mn^(2+)浓度提高有利C_2选择性提高.反应稳定后的催化剂表面观察到Carbide(282.9 eV)和CHx(a)(X=0-3)(284.5 eV)碳物种存在,说明甲烷在催化剂表面吸附并分解:CH_4(g)→CH_3(a)→一CH_2(a)→→→Carbide,并讨论了甲烷通过CHx(a)在催化剂表面上迁移,直接偶联生成乙烯(X=2)和乙烷(X=3)的可能性.