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丙烯腈是一种非常重要的化工原料,也是生产许多日用品的基础原料。目前全球95%以上的丙烯腈是通过Sohio丙烯氨氧化路线生产的。乙腈是丙烯氨氧化制丙烯腈的主要副产物,用量很小。因此,如何将乙腈转化为其它有用的化学品,是提高经济效益和社会效益的有效途径。 通过在CH3CN的α位上引入碳原子将CH3CN转化为更有价值的丙烯腈是一个很好的方法。甲烷、甲醇和甲醛可用作反应的甲基化试剂。如果乙腈甲基化技术过关,将来可以利用合成气(CO+H2)和NH3反应合成乙腈,合成气又可以由甲烷重整制取,这样就可以充分利用我国丰富的天然气资源,以取代从日益减少的石油资源(丙烯、丙烷)来制取丙烯腈的方法。 制各了Mgo上负载Fe、Cr、Mn、Ag等系列催化剂,运用XRD、M(?)ssbauer谱、TG-DTA、BET比表面、H2-TPR、TPD和Laman光谱等表征技术对催化剂进行了表征。分别考察了反应温度、反应时间、活性组份含量、催化剂焙烧温度、焙烧时间等因素对乙腈的甲醇氧化甲基化制丙烯腈的反应性能影响,发现除Ag外,其它加入的过渡金属对MgO催化剂的催化性能有很大提高。 浸渍法制各的Fe/Mgo催化剂比沉淀法制各的Fe/Mgo催化剂性能要好。对浸渍法制备的Fe/MgO催化剂,当Fe负载量为5%时最佳,在反应温度为400℃时具有较好的反应性能,乙腈转化率为22.6%,丙烯腈选择性达81.9%。XRD和M(?)ssbauer谱表明Fe是以微小的超(?)磁颗粒状α-Fe2O3的形式高度分散在Mgo中的,且微晶粒度小于10nm。TPR显示Fe/MgC催化剂有两个TPR还原峰。低温还原峰α归属于Fe2O3向Fe3O4的还原,高温还原峰β归属于Fe3O4向单质Fe的还原。CO2-TPD表明催化剂表面适当强度的强碱中心数目越多对反应越有利。CH3OH-TPD表明Mgo中添加Fe后CH3OH解离更容易是提高催化活性的一个原因。 对Cr/MgO催化剂当Cr负载量为0.5~5%,焙烧温度600℃,反应温度400℃时,催化剂具有较好的乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈的性能。碱金属氧化物的引入,使得Cr/MgO催化剂的乙腈转化率提高,而生成丙烯腈的选择性降低,Na的影响比K更为明显。对Mn/MgC系列催化剂,当Mn负载量为5%反应温度420℃时,具有较好的催化性能。Ag/MgO催化剂对乙腈甲基化反应催化效果不佳。这主要是因为Ag内部有较强的金属键,内聚力很强,Ag本身又是零价状态,与载体Mgo的相互作用力比较弱,造成Ag在Mgo上的不易分散所致。