English
新闻公告
More
化学进展 2007, Vol. 19 Issue (05): 643-650 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

在复合金属氧化物催化剂上丙烷直接氧化制丙烯酸*

杨秀娟; 冯汝明; 李丽; 季伟捷**; 陈懿   

  1. 南京大学化学化工学院 介观化学教育部重点实验室 南京 210093
  • 收稿日期:2006-06-15 修回日期:2006-12-02 出版日期:2007-05-24 发布日期:2007-05-24
  • 通讯作者: 季伟捷

Direct Oxidation of Propane to Acrylic Acid over MoVTe(Sb)Nbo Mixed Metal Oxide Catalysts

Yang Xiujuan;Feng Ruming;Li Li;Ji Weijie**; Chen Yi   

  1. Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry, MOE, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
  • Received:2006-06-15 Revised:2006-12-02 Online:2007-05-24 Published:2007-05-24
丙烷直接氧化制丙烯酸是近年来催化氧化的热点课题。MoVTe(Sb)NbO复合金属氧化物催化剂是该反应最重要的一类催化剂。本文对该类催化剂的制备化学包括活化方式以及决定催化性能的主要活性相结构等方面的新近认识进行了系统评述;依据丙烷催化转化的反应途径,总结了有关催化剂元素组分在反应中的作用与功能的最新进展,调变催化剂的粒子尺寸与形貌、晶相组成与结构、表面酸碱性与氧化还原性是获得优良催化性能的关键因素。
The direct oxidation of propane to acrylic acid has become a hot spot in catalytic oxidation of light alkanes in recent years. The MoVTe(Sb)NbO mixed metal oxide catalysts are the most important catalysts for this reaction. This article intends to review recent progresses in preparation methodologies and in understanding vital crystalline structures which are closely related to catalytic performance. The latest knowledge on the functions of the constituent main elements in the catalysts is summarized in terms of the reaction pathway of propane oxidation. It is recognized that modification of particle size and morphology, phase composition and structure, surface acidity and redox property of catalyst are critical to achieve superb catalyst performance and stability.

中图分类号: 

()

[ 1 ] Bettahar M M, Costentin G, Savary L , et al . Appl . Catal . A ,1996 , 145 : 1 —48
[ 2 ] Grasselli R K. Catal . Today , 1999 , 49 : 141 —153
[ 3 ] Lin M M. Appl . Catal . A , 2001 , 207 : 1 —16
[ 4 ] Ueda W. Catal . Today , 2001 , 71 : 1 —2
[ 5 ] Centi G, Trifirò F , Ebner J R , Franchetti V M. Chem. Rev. ,1988 , 88 : 55 —80
[ 6 ] Abon M, Volta J C. Appl . Catal . A , 1997 , 157 : 173 —193
[ 7 ] Wang X S , Xu L J , Chen X, et al . J . Mole. Catal . A: Chem. ,2003 , 206 : 261 —268
[ 8 ] Xiao C Y, Chen X, Wang Z Y, et al . Catal . Today , 2004 , 93 :223 —228
[ 9 ] Zhu Z Q , Xu H Y, Ji W J , et al . Catal . Lett . , 2004 , 96 :221 —226
[10] Li X K, Ji WJ , Zhao J , et al . J . Catal . , 2006 , 238 : 232 —241
[11] 李秀凯(Li X K) , 赵静(Zhao J) , 季伟捷(Ji W J ) 等. 天然气化工(Natural Gas Chemical Industry) , 2003 , 28 : 40 —45
[12] Ai M. J . Catal . , 1986 , 101 : 389 —395
[13] Landi G, Lisi L , Russo G. J . Mole. Cataly. A: Chem. , 2005 ,239 : 172 —179
[14] Li X K, Ji W J , Zhao J , et al . Appl . Catal . A: Gen. , 2006 ,306 : 8 —16
[15] Li X K, Zhao J , Ji W J , et al . J . Catal . , 2006 , 237 : 58 —66
[16] 赵忠奎(Zhao Z K) , 李宗石(Li Z S) , 王桂茹(Wang G R)等. 化学进展( Progress in Chemistry) , 2004 , 16 (4) : 620 —630
[17] 李秀凯(Li X K) , 雷宇(Lei Y) , 赵静(Zhao J ) 等. 高等学校化学学报(Chem. J . Chin. Univ. ) , 2005 , 26 : 1716 —1721
[18] 李秀凯(Li X K) , 雷宇(Lei Y) , 赵静(Zhao J ) 等. 化学学报(Acta Chimica Sinica) , 2005 , 63 : 1049 —1054
[19] Fujikawa N , Wakui K, Tomita K, et al . Catal . Today , 2001 ,71 : 83 —88
[20] Kaddouri A , Mazzocchia C , Tempesti E. Appl . Catal . A , 1999 ,180 : 271 —275
[21] Ushikubo T , Oshima K, Kayou A , et al . Stud. Surf . Sci .Catal . , 1997 , 112 : 473 —480
[22] Oshihara K, Hisano T , Ueda W. Top. Catal . , 2001 , 15 : 153 —160
[23] Botella P , Solsona B , Martinez-Arias A , et al . Catal . Lett . ,2001 , 74 : 149 —154
[24] Botella P , Nieto J M L , Solsona B. Catal . Lett . , 2002 , 78 :383 —387
[25] Shishido T , Konishi T , Matsuura I , et al . Catal . Today , 2001 ,71 : 77 —82
[26] 程桦(Cheng H) , 韩一帆(Han Y F) , 王怀明(Wang H M) .石油化工( Petrochemical Technology) , 1999 , 28 (12) : 803 —807
[27] Kayo A , Kiyono K, Nakamura H , et al . US 5 472 925 , 1994
[28] Ushukubo T , Oshima K, Kayou A , et al . J . Catal . , 1997 , 169 :394 —396
[29] Védrine J C , Novakova E K, Derouane E G. Catal . Today ,2003 , 81 : 247 —262
[30] Wajiki S , Koyasu Y, Nakamura H , et al . EP 0 608 838 , 1994
[31] Ushikubo T , Nakamura H , Koyasu Y, et al . US 5 380 933 , 1995
[32] Ueda W, Oshihara K. Appl . Catal . A , 2000 , 200 : 135 —143
[33] Beato P , Blume A , Girgsdies F , et al . Appl . Catal . A , 2006 ,307 : 137 —147
[34] Botella P , Nieto J M L , Solsona B , et al . J . Catal . , 2002 , 209 :445 —455
[35] Thorsteinson E M, Wilson T P , Young F G, et al . J . Catal . ,1978 , 52 : 116 —132
[36] Concepción P , Botella P , Nieto J M L. Appl . Catal . A , 2004 ,278 : 45 —56
[37] Baca M, Pigamo A , Dubois J L , et al . Catal . Commun. , 2005 ,6 : 215 —220
[38] Solsona B , Nieto J ML , Oliver J M, et al . Catal . Today , 2004 ,91/92 : 247 —250
[39] Yang X J , Feng R M, Ji W J , et al . J . Catal . , under revision
[40] Feng R M, Yang X J , Ji W J , et al . J . Mole. Catal . A:Chem. , 2007 , 267 : 245 —254
[41] Vitry D , Morikawa Y, Dubois J L , et al . Appl . Catal . A , 2003 ,251 : 411 —424
[42] Lin M M. Appl . Catal . A , 2003 , 250 : 287 —303
[43] Lin M M. Appl . Catal . A , 2003 , 250 : 305 —318
[44] Oliver J M, Nieto J M L , Botella P , et al . Appl . Catal . A ,2004 , 257 : 67 —76
[45] Gaffney A M, Chaturvedi S , Clark M B Jr , et al . J . Catal . ,2005 , 229 : 12 —23
[46] Watanabe H , Koyasu Y. Appl . Catal . A , 2000 , 194P195 : 479 —485
[47] Holmes S A , Al-Saeedi J , Guliants V V , et al . Catal . Today ,2001 , 67 : 403 —409
[48] Al-Saeedi J N , Guliants V V. Appl . Catal . A , 2002 , 237 :111 —120
[49] Chen L Q , Derouane E G, Védrine J C. Appl . Catal . A , 2004 ,270 : 157 —163
[50] Chen L Q , Liang J , Weng W Z , et al . Catal . Commun. , 2004 ,5 : 697 —701
[51] Guliants V V , Bhandari R , Al2Saeedi J N , et al . Appl . Catal .A , 2004 , 274 : 123 —132
[52] Vitry D , Morikawa Y, Dubois J L , et al . Top. Catal . , 2003 , 23(1/4) : 47 —53
[53] Ueda W, Oshihara K, Vitry D , et al . Catal . Surv. Jpn. , 2002 ,6 : 33 —44
[54] Ueda W, Vitry D , Katou T. Catal . Today , 2005 , 99 : 43 —49
[55] Katou T , Vitry D , Ueda W. Catal . Today , 2004 , 91/92 : 237 —240
[56] Nieto J M L , Botella P , Solsona B , et al . Catal . Today , 2003 ,81 : 87 —94
[57] Botella P , Concepción P , Nieto J M L , et al . Catal . Today ,2005 , 99 : 51 —57
[58] Tsuji H , Koyasu Y. J . Am. Chem. Soc. , 2002 , 124 : 5608 —5609
[59] Tsuji H , Oshima K, Koyasu Y. Chem. Mater. , 2003 , 15 :112 —2114
[60] Jiang H C , Lu W M, Wan H L. J . Mole. Catal . A: Chem. ,2004 , 208 : 213 —217
[61] Jiang H C , Lu W M, Wan H L. Catal . Commun. , 2004 , 5 :29 —34
[62] Botella P , Concepción P , Nieto J M L , et al . Catal . Lett . ,2003 , 89 : 249 —253
[63] Blasco T , Botella P , Concepción P , et al . J . Catal . , 2004 , 228 :362 —373
[64] Liu Y M, Cao Y, Yan S R , et al . Catal . Lett . , 2003 , 88 :61 —67
[65] Kiyotaka K, Nakatani K, Kubota T , et al . J . Catal . , 2000 ,194 : 309 —317
[66] Irmawati R , Asri R M, Taufiq-Yap Y H , et al . Catal . Today ,2004 , 93P95 : 631 —637
[67] Ueda W, Vitry D , Katou T. Catal . Today , 2004 , 96 : 235 —240
[68] Baca M, Millet J M M. Appl . Catal . A , 2005 , 279 : 67 —77
[69] Millet J M M, Roussel H , Pigamo A , et al . Appl . Catal . A ,2002 , 232 : 77 —92
[70] Aouine M, Dubois J L , Millet J M M. Chem. Commun. , 2001 ,1180 —1181
[71] Baca M, Pigamo A , Dubois J L , et al . Top. Catal . , 2003 , 23 :39 —46
[72] Al2Saeedi J N , Vasudevan V K, Guliants V V. Catal . Commun. ,2003 , 4 (10) : 537 —542
[73] Millet J M M, Baca M, Pigamo A , et al . Appl . Catal . A ,2003 , 244 (2) : 359 —370
[74] Grasselli R K. Catal . Today , 2005 , 99 : 23 —31
[75] Holmberg J , Grasselli R K, Andersson A. Appl . Catal . A ,2004 , 270 : 121 —134
[76] Botella P , García-González E , Nieto J M L , et al . Solid State Sci . , 2005 , 7 : 507 —519
[77] Lin M, Desai T B , Kaiser F W, et al . Catal . Today , 2000 , 61 :223 —229
[78] Novakova E K, Védrine J C , Derouane E G. J . Catal . , 2002 ,211 : 235 —243
[79] Novakova E K, Védrine J C , Derouane E G. J . Catal . , 2002 ,211 : 226 —234
[80] Luo L , Labinger J A , Davis M E. J . Catal . , 2001 , 200 : 222 —231
[81] Guliants V V , Bhandari R. J . Phys. Chem. B , 2005 , 109 :10234 —10242
[82] Guliants V V , Bhandari R , Hughett A R , et al . J . Phys. Chem.B , 2006 , 110 : 6129 —6140
[83] Grasselli R K, Burrington J D , Buttrey D J , et al . Top. Catal . ,2003 , 23 : 5 —22
[84] Ai M. Catal . Today , 1998 , 42 : 297 —301
[85] Novakova E K, Derouane E G, Védrine J C. Catal . Lett . , 2002 ,83 : 177 —182
[86] Zhu B C , Li H B , Yang W S , et al . Catal . Today , 2004 , 93/95 :229 —234
[87] Nieto J M L , Botella P , Vázquez M I , et al . Chem. Commun. ,2002 , 1906 —1907
[88] Botella P , García-González E , Dejoz A , et al . J . Catal . , 2004 ,225 : 428 —438

[1] 花东龙, 庄晓煜, 童东绅, 俞卫华, 周春晖. 催化甘油脱水氧化连串反应制丙烯酸[J]. 化学进展, 2016, 28(2/3): 375-390.
[2] 宋钊宁, 冯翔, 刘熠斌, 杨朝合, 周兴贵. 丙烯直接气相临氢环氧化催化剂结构调控和催化剂构-效关系研究进展[J]. 化学进展, 2016, 28(12): 1762-1773.
[3] 庞义军, 陈晓晖, 许承志, 雷阳军, 魏可镁. 丙烯气相环氧化催化剂及其机理研究[J]. 化学进展, 2014, 26(08): 1307-1316.
[4] 刘欣, 赵海雷, 解晶莹, 汤卫平, 潘延林, 吕鹏鹏. 锂离子电池高比容量负极用粘结剂[J]. 化学进展, 2013, 25(08): 1401-1410.
[5] 翁建全, 余志勤, 张国富. 非官能化芳烃与烯烃的直接氧化偶联反应[J]. 化学进展, 2012, 24(04): 523-544.
[6] 杨浩 皮丕辉 文秀芳 郑大锋 程江 杨卓如. 氟化(甲基)丙烯酸酯聚合物结构与表面润湿性[J]. 化学进展, 2010, 22(06): 1133-1141.
[7] 李虹,徐安厚,张永明. 超临界二氧化碳中含氟聚合物的合成*[J]. 化学进展, 2007, 19(10): 1562-1567.
[8] 张治国,尹红. 环氧乙烷环氧丙烷开环聚合反应动力学研究*[J]. 化学进展, 2007, 19(04): 575-582.
[9] 赵东敏,赵继全,赵姗姗. 功能化MCM-41在有机合成中的应用[J]. 化学进展, 2007, 19(04): 510-519.
[10] 张治国,尹红. 环氧乙烷和环氧丙烷开环聚合*[J]. 化学进展, 2007, 19(01): 145-152.
[11] 赵群,倪沛红. pH/温度响应的两亲性嵌段共聚物的研究*[J]. 化学进展, 2006, 18(06): 768-779.
[12] 王春,高勇军,张英群,王志,马晶军. 烯烃以糖衍生的手性酮为催化剂的有机催化不对称环氧化*[J]. 化学进展, 2006, 18(06): 761-767.
[13] 王钦 李玫 余孝其 谢如刚. 金属配合物催化氮杂环丙烷化和饱和C —H键氮插入反应*[J]. 化学进展, 2005, 17(02): 275-285.
[14] 易玲敏,詹晓力,陈丰秋. (甲基)丙烯酸氟烷基酯的“活性”/可控聚合*[J]. 化学进展, 2004, 16(06): 954-.
[15] 胡蓉蓉,钟顺和. 丙烷直接合成烃类氧化物的进步与发展*[J]. 化学进展, 2004, 16(05): 751-.