| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-29页 |
| 一 本课题背景及其意义 | 第11-13页 |
| 1 本课题背景 | 第11-12页 |
| 2 本课题意义 | 第12-13页 |
| 二 甲烷芳构化反应的热力学分析 | 第13-16页 |
| 1 甲烷及部分低碳烃的热力学性质 | 第13-15页 |
| 2 甲烷芳构化反应平衡转化率的估算 | 第15-16页 |
| 三 甲烷芳构化反应研究简况 | 第16-22页 |
| 1 甲烷在氧化条件下催化芳构化反应 | 第16-18页 |
| 2 甲烷在非氧条件下催化芳构化 | 第18-19页 |
| 3 甲烷在改性Mo／HZSM-5催化剂上芳构化反应研究简况 | 第19-22页 |
| 四 催化剂设计的分子水平考察 | 第22-25页 |
| 1 金属组分 | 第22-23页 |
| 2 载体 | 第23-25页 |
| (1) HZSM—5分子筛的结构 | 第23页 |
| (2) HZSM-5的酸性来源 | 第23-24页 |
| (3) HZSM-5分子筛的酸性调变 | 第24页 |
| (4) 载体酸性的作用 | 第24-25页 |
| 五 甲烷直接芳构化反应的机理研究 | 第25-26页 |
| 六 本研究内容 | 第26-27页 |
| 参考文献 | 第27-29页 |
| 第二章 实验方法及数据处理 | 第29-36页 |
| 1 原料及化学试剂 | 第29页 |
| 2 催化剂制备 | 第29-30页 |
| 3 催化甲烷直接芳构化反应装置及流程 | 第30-32页 |
| 4 催化剂积碳的烧碳分析 | 第32页 |
| 5 原位红外光谱实验 | 第32页 |
| 6 吡啶吸附红外光谱实验 | 第32-33页 |
| 7 多晶X射线衍射(XRD)实验 | 第33页 |
| 8 SEM-EDX实验 | 第33页 |
| 9 TEM实验 | 第33页 |
| 10 程序升温还原(TPR)实验 | 第33页 |
| 11 X光电子能谱分析(XPS) | 第33-34页 |
| 12 吡啶吸附一程序升温脱附(TPD)实验 | 第34页 |
| 13 溶液中Mo~(6+)浓度的分析 | 第34页 |
| 14 氨水抽提实验 | 第34页 |
| 15 CS_2中毒实验 | 第34页 |
| 16 异丙醇分解反应 | 第34-35页 |
| 17 热分析 | 第35页 |
| 参考文献 | 第35-36页 |
| 第三章 催化剂制备过程的考察 | 第36-41页 |
| 一 引言 | 第36页 |
| 二 浸渍过程的考察 | 第36-38页 |
| 1 铕对钼酸根在分子筛上负载过程的影响 | 第36-37页 |
| 2 浸渍方法的比较 | 第37-38页 |
| 三 差热分析考察催化剂前驱体的焙烧过程 | 第38-40页 |
| 四 小结 | 第40页 |
| 参考文献 | 第40-41页 |
| 第四章 催化剂活性评价及反应条件的考察 | 第41-55页 |
| 一 引言 | 第41页 |
| 二 钇对Mo／HZSM-5催化剂的改性作用 | 第41-45页 |
| 1 钇的不同含量对催化剂活性及选择性的影响 | 第41-42页 |
| 2 预处理的影响 | 第42-43页 |
| 3 空速的影响 | 第43-44页 |
| 4 反应温度的影响 | 第44页 |
| 5 Mo-Y／HZSM-5催化剂的稳定性及失活后的再生 | 第44-45页 |
| 三 铕对Mo／HZSM-5催化剂的改性作用 | 第45-49页 |
| 1 Eu的不同含量对催化剂活性及选择性的影响 | 第45-46页 |
| 2 载体的影响 | 第46-47页 |
| 3 空速的影响 | 第47页 |
| 4 反应温度的影响 | 第47-48页 |
| 5 Mo-Eu／HZSM-5催化剂的稳定性及失活后的再生 | 第48-49页 |
| 6 催化剂表面的积炭对甲烷芳构化反应的影响 | 第49页 |
| 四 稀土对Mo／HZSM-5催化剂的改性作用 | 第49-53页 |
| 1 助剂对Mo／HZSM-S催化剂活性及选择性的影响 | 第49-51页 |
| 2 稀土改性后催化剂的稳定性比较 | 第51-52页 |
| 3 失活催化剂在还原气氛下的再生比较 | 第52-53页 |
| 五 小结 | 第53-54页 |
| 参考文献 | 第54-55页 |
| 第五章 催化剂金属氧化物(或金属)中心的考察 | 第55-74页 |
| 一 引言 | 第55页 |
| 二 基本概念 | 第55-56页 |
| 三 催化剂金属氧化物(或金属)中心的分析 | 第56-71页 |
| 1 钼物种在载体表面的晶相结构 | 第56-58页 |
| 2 稀土对钼物种的化学状态的影响 | 第58-62页 |
| 3 铕对MoO_3还原温度的影响 | 第62-64页 |
| 4 铕对钼物种与载体相互作用力的影响 | 第64-65页 |
| 5 铕对催化剂中氧物种的XPS谱图的影响 | 第65-66页 |
| 6 稀土铕元素的状态分析 | 第66-67页 |
| 7 铕对钼物种的表面原子浓度的影响 | 第67-68页 |
| 8 稀土元素对Mo物种分散度的影响 | 第68页 |
| 9 CS_2中毒实验结果 | 第68-69页 |
| 10 反应后钼物种的XPS谱图变化 | 第69-71页 |
| 四 小结 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-74页 |
| 第六章 催化剂酸性中心的考察 | 第74-93页 |
| 一 引言 | 第74页 |
| 二 基本概念 | 第74页 |
| 三 红外光谱分析催化剂表面酸性 | 第74-82页 |
| 1 催化剂表面的酸性类型的分析 | 第74-77页 |
| (1) B酸与L酸的辨认 | 第74-76页 |
| (2) 三配位铝所构成的L酸位和金属阳离子所构成的L酸位的差异 | 第76-77页 |
| 2 红外光谱考察催化剂表面的酸强度 | 第77-82页 |
| (1) 特征峰强度与样品温度的关系 | 第77-80页 |
| (2) 稀土对特征峰强度变化的影响 | 第80-82页 |
| (a) 稀土对B酸强度变化的影响 | 第80-81页 |
| (b) 稀土对L酸强度变化的影响 | 第81页 |
| (c) 稀土对B酸与L酸比值的影响 | 第81-82页 |
| 四 吡啶—TPD实验考察催化剂表面的酸性质 | 第82-87页 |
| 1 助剂铕对催化剂程脱谱图的影响 | 第82-84页 |
| (1) 吡啶—TPD程脱谱 | 第82-83页 |
| (2) 铕含量对程脱谱低温峰温的影响 | 第83页 |
| (3) 铕含量对程脱谱高温峰温的影响 | 第83-84页 |
| 2 TPD程脱谱的脱附活化能及频率因子的比较 | 第84-87页 |
| (1) 脱附活化能及频率因子的计算 | 第84-86页 |
| (2) 脱附活化能及频率因子的比较 | 第86-87页 |
| 五 异丙醇的分解反应分析催化剂表面的酸性变化 | 第87-88页 |
| 六 铕对催化剂表面B酸基团的影响 | 第88-89页 |
| 七 铕改性前后催化剂的SEM-EDX比较 | 第89-90页 |
| 八 小结 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-93页 |
| 第七章 催化剂积碳分析 | 第93-108页 |
| 一 引言 | 第93页 |
| 二 反应后催化剂的能谱分析 | 第93-97页 |
| 1 反应后催化剂各元素的XPS峰强度变化 | 第93-95页 |
| 2 积碳的XPS分析 | 第95-97页 |
| 二 芳构化反应温度,积碳量与催化剂活性的关系 | 第97-98页 |
| 三 从TG—DTG图谱分析积碳 | 第98-100页 |
| 1 不同积碳量的TG曲线考察 | 第98-99页 |
| 2 铕对催化剂积碳的TG-DTG谱图的影响 | 第99-100页 |
| 3 甲烷芳构化反应积碳与甲烷部分氧化反应积碳比较 | 第100页 |
| 四 烧碳活化能的比较 | 第100-104页 |
| 1 烧碳活化能的计算 | 第100-104页 |
| 2 烧碳活化能的比较 | 第104页 |
| 五 透视电镜观察积碳外形变化 | 第104-106页 |
| 六 小结 | 第106-107页 |
| 参考文献 | 第107-108页 |
| 第八章 甲烷活化过程分析 | 第108-118页 |
| 一 引言 | 第108页 |
| 二 活化甲烷的研究简况 | 第108-110页 |
| 1 热裂解 | 第108-109页 |
| 2 配位催化活化和热原子法 | 第109页 |
| 3 超强酸催化活化甲烷 | 第109页 |
| 4 甲烷在碱性表面的催化活化 | 第109页 |
| 5 甲烷在酸性表面的催化活化 | 第109-110页 |
| 6 甲烷在Mo／HZSM-5分子筛上的活化 | 第110页 |
| 三 甲烷在Mo／HZSM-5催化剂表面的高温活化 | 第110-114页 |
| 1 甲烷与催化剂表面的化学反应 | 第110-112页 |
| 2 甲烷分子的极化变形 | 第112页 |
| 3 甲烷C-H键的振动频率变化 | 第112-113页 |
| 4 中间物种的生成 | 第113-114页 |
| 四 催化剂陵面羟基与甲烷作用后的频率变化 | 第114-115页 |
| 五 小结 | 第115-116页 |
| 参考文献 | 第116-118页 |
| 第九章 甲烷直接芳构化反应机理探讨 | 第118-134页 |
| 一 引言 | 第118-119页 |
| 二 甲烷直接芳构化反应机理分析 | 第119-131页 |
| 1 甲烷直接芳构化反应动力学初探 | 第119-120页 |
| 2 原位红外光谱分析甲烷直接芳构化反应机理 | 第120-131页 |
| (1) 甲烷与Mo／HZSM-5催化剂中MoO_3的反应 | 第120-121页 |
| (2) 甲烷与Mo的氧化加成反应及其甲基的迁移反应 | 第121-126页 |
| a 钼物种的价态变化 | 第121-122页 |
| b 甲烷在酸助下与钼物种的反应 | 第122-125页 |
| c 通过邻位插入反应进行甲基迁移 | 第125-126页 |
| (3) 中间体的还原消除 | 第126-128页 |
| (4) 中间物种乙烯的生成 | 第128-129页 |
| (5) 烯烃的齐聚,环化,脱氢及其芳构化 | 第129-131页 |
| 三 甲烷直接芳构化反应机理总图 | 第131页 |
| 四 小结 | 第131-133页 |
| 参考文献 | 第133-134页 |
| 第十章 结论与展望 | 第134-139页 |
| 1 结论 | 第134-137页 |
| (1) 稀土助剂的促进作用及其催化反应工艺条件 | 第134页 |
| (2) 催化剂的制备 | 第134-135页 |
| (3) 催化剂的金属中心 | 第135页 |
| (4) 催化剂的酸性中心 | 第135-136页 |
| (5) 催化剂的积炭 | 第136页 |
| (6) 甲烷的活化及其芳构化反应机理 | 第136-137页 |
| 2 展望 | 第137-139页 |
| (1) 工业应用 | 第137-138页 |
| (2) 理论研究 | 第138-139页 |
| 附录 | 第139-140页 |
| 致谢 | 第140页 |
