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低碳烷烃转化制取高附加值的烯烃是当今催化领域具有挑战性的课题之一,丙烷氧化脱氢制丙烯是其中一个重要的反应。碳纳米管(CNTs)是一种新型碳素材料,近年来,由于其独特的物理化学性质使CNTs作为新型催化剂或催化剂的载体被应用于催化反应中。苏党生等将表面修饰的CNTs应用于烷烃氧化脱氢反应中,在无过渡金属元素存在下,取得了良好的催化性能。本研究尝试将过渡金属氧化物担载在酸处理后的CNTs上,采用丙烷氧化脱氢反应考察了催化剂的反应性能。本文首先将廉价的商品化的碳纳米管进行混酸氧化预处理,采用TEM、XRD、FTIR以及UV-Raman等技术对官能团化样品的形貌、结构进行了表征。然后将其作为新型载体,采用浸渍法制备了担载型MoOx/oCNTs、POx/oCNTs以及MoOx-POx/oCNTs催化剂,首次将MoOx/oCNTs和MoOx-POx/oCNTs催化剂应用于丙烷氧化脱氢反应中。对oCNTs催化剂丙烷氧化脱氢的反应条件(反应温度、空速、烷氧比)进行了优化,比较了混酸氧化处理前后碳纳米管的催化性能。处理后的oCNTs同未处理的CNTs相比,在转化率相同的情况下丙烯选择性平均高出15%,推测是由C=O含氧官能团的引入造成的。在对单组份钼和磷负载oCNTs催化剂的反应评价中,主要考察了担载量对反应性能的影响。添加少量的钼明显提高了催化剂的活性,但降低了催化剂的选择性；随着钼担载量的继续增加,转化率有小幅升高,但选择性以及稳定性大幅下降,经XRD分析表明是由于晶相氧化钼形成所致。随着P担载量的增加,催化剂的转化率逐渐下降。少量磷的添加能够通过抑制副反应的进行以提高选择性,但是高担载量的磷添加可能会将表面反应活性位覆盖从而导致催化性能急剧下降。在oCNTs催化剂上同时添加1%钼,5%磷氧化物后,在保持较高活性的基础上有效地提高了催化剂的选择性,弥补了单组份催化剂的不足。在高温稳定性能测试中,单组份钼基催化剂在反应5小时内已经完全失活,而双组份催化剂在反应12小时内显示了良好的高温稳定性能,转化率、选择性分别保持在20%、57%左右。这是由于磷的添加促进了氧化钼在碳纳米管表面的分散,从而提高了催化剂的催化性能。