纳米碳材料/碳化硅整体式催化剂:制备,修饰以及在烷烃脱氢反应中的应用
作者单位：沈阳材料科学国家(联合)实验室催化材料研究部中科院金属研究所
会议名称：《中国化学会第29届学术年会》
会议日期：2014年
学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术]
关 键 词：纳米碳管 纳米金刚石 碳化硅 烷烃氧化脱氢 整体式催化剂
摘 要：纳米碳管作为纳米碳家族中的重要成员在催化领用通常被用于催化剂的载体。近年来,大量的研究工作表明,和传统的金属催化剂相比,纳米碳管作为非金属催化剂在烷烃脱氢反应中表现出较高的烯烃选择性和稳定性,体现了能够替代金属催化剂的潜力[1]。通常商业的纳米碳管主要以粉末的形式存在,然而很难直接将粉体纳米碳管直接用于固定床催化反应器中。目前,解决该问题主要有两种方法:一种是直接将纳米碳材料压片成型,然而在压片过程中摩擦力极大,会使机械能转变为热能,物料温度会剧烈的从室温增加到几百度。在机械力和温度的综合作用,会改变纳米碳催化剂的宏观和表面结构,从而影响纳米碳催化剂的本征活性;另一种方法就是直接将纳米碳管集成到整体式催化剂的载体上。本文我们主要介绍,利用大孔泡沫碳化硅为整体式催化剂的载体,通过原位气相沉积的方法将纳米碳管直接生长在大孔碳化硅载体的表面。研究发现利用该方法制备的纳米碳管/碳化硅整体式催化剂在1-丁烯氧化脱氢制备丁二烯反应中表现出较为优异的丁二烯选择性和稳定性。同时我们还将纳米碳管/碳化硅整体式催化剂的应用进一步推广,利用该整体式催化剂为载体,分别成功制备了纳米金刚石＆纳米碳管/碳化硅和Pd＆纳米碳管/碳化硅整体式催化剂,两种催化剂在乙苯直接脱氢和液相碳碳偶联反应中都表现出优异的催化活性和稳定性,为纳米碳催化及在催化领域的进一步应用开辟了一条新的途径[2-4]。