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丙烯是一种重要的化工原料，其应用前景广阔。目前丙烷直接脱氢技术被认为是丙烯生产最有前景的方法之一。在众多丙烷脱氢催化剂中，Pt和Cr基催化剂研究居多，在成本和催化剂稳定性方面，Cr基催化剂更具有优势，但Cr基催化剂对环境不友好且易积碳，因此，降低Cr的含量和提高抗积碳能力是未来Cr基催化剂应用于丙烷脱氢反应追求的目标。研究者们发现价格低廉且无毒的Zn基催化剂对丙烷脱氢有活性，且具有抗积碳的能力，但研究尚不成熟，需要进一步探究。本文针对低Cr含量的Cr基催化剂和Zn基催化剂在丙烷直接脱氢反应中开展基础研究。
(1)本课题组自主开发低含量Cr基催化剂应用于丙烷直接脱氢，该催化剂在颗粒尺寸40~80目，丙烷流量40~100mL/min范围内，催化剂反应性能基本不受内外扩散的影响。在P=0.1MPa，T=595℃，GHSV=600h-1条件下，该催化剂性能最佳，丙烷转化率45.9%，丙烯选择性80.7%。该催化剂能够维持较长时间的催化活性，明显优于工业催化剂，但该催化剂存在积碳问题。
(2)针对积碳问题，采用等体积浸渍的方法制备Zn基催化剂应用于丙烷直接脱氢。考察了5种不同载体对催化活性的影响，结果显示，以活性炭为载体，Zn基催化剂活性最好。工艺条件优化结果显示，在P=0.1MPa，T=565℃，GHSV=400h-1条件下，催化剂3%Zn/AC催化效果较优，丙烷转化率33.0%，丙烯选择性75.1%。考察了催化剂中Zn负载量对丙烷直接脱氢的影响，结果显示，以活性炭为载体，6%是最佳的Zn负载量。对反应前后6%Zn/AC催化剂进行热重测试，从测试结果知，6%Zn/AC催化剂具有抗积碳的能力。
(3)制备ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂应用于丙烷直接脱氢，考察了ZIF-8不同试剂摩尔配比和不同碳化温度对催化活性的影响，根据催化性能知，最佳试剂摩尔配比是Zn(NO3)2?6H2O:2-mIm:PVP=4:32:4，最佳碳化温度为1000℃。在P=0.1MPa，T=595℃，GHSV=600h-1下，该催化剂性能效果最优，丙烷转化率34.4%，丙烯选择74.1%。采用同等Zn含量的ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂和Zn/AC催化剂对其进行寿命测试，从测试结果知，反应30h，前者的催化活性优于后者，相同反应时间，丙烷转化率相差最大能达到9.80%，这说明ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂在丙烷直接脱氢上有一定优势。
(1)本课题组自主开发低含量Cr基催化剂应用于丙烷直接脱氢，该催化剂在颗粒尺寸40~80目，丙烷流量40~100mL/min范围内，催化剂反应性能基本不受内外扩散的影响。在P=0.1MPa，T=595℃，GHSV=600h-1条件下，该催化剂性能最佳，丙烷转化率45.9%，丙烯选择性80.7%。该催化剂能够维持较长时间的催化活性，明显优于工业催化剂，但该催化剂存在积碳问题。
(2)针对积碳问题，采用等体积浸渍的方法制备Zn基催化剂应用于丙烷直接脱氢。考察了5种不同载体对催化活性的影响，结果显示，以活性炭为载体，Zn基催化剂活性最好。工艺条件优化结果显示，在P=0.1MPa，T=565℃，GHSV=400h-1条件下，催化剂3%Zn/AC催化效果较优，丙烷转化率33.0%，丙烯选择性75.1%。考察了催化剂中Zn负载量对丙烷直接脱氢的影响，结果显示，以活性炭为载体，6%是最佳的Zn负载量。对反应前后6%Zn/AC催化剂进行热重测试，从测试结果知，6%Zn/AC催化剂具有抗积碳的能力。
(3)制备ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂应用于丙烷直接脱氢，考察了ZIF-8不同试剂摩尔配比和不同碳化温度对催化活性的影响，根据催化性能知，最佳试剂摩尔配比是Zn(NO3)2?6H2O:2-mIm:PVP=4:32:4，最佳碳化温度为1000℃。在P=0.1MPa，T=595℃，GHSV=600h-1下，该催化剂性能效果最优，丙烷转化率34.4%，丙烯选择74.1%。采用同等Zn含量的ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂和Zn/AC催化剂对其进行寿命测试，从测试结果知，反应30h，前者的催化活性优于后者，相同反应时间，丙烷转化率相差最大能达到9.80%，这说明ZIF-8基高分散Zn-N-C催化剂在丙烷直接脱氢上有一定优势。