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碳化钼催化剂的研究进展
[2011-3-12 14:02:58] 宁波经济商情网 - 技术进展

  金属碳化物和氮化物作为一类具有很高硬度、良好稳定性和抗腐蚀性的新型功能材料,已经在各种耐高温、耐磨擦和耐化学腐蚀的机械领域得到应用。正在引起国内外学者的广泛关注。具有特殊的物理、化学性质和表面结构。
  钼的碳化物因具有贵金属的某些性质,如较强的解离吸氢能力而被广泛地用于有氢参与的反应,如烷烃异构化、不饱和烃加氢、CO(CO2)加氢、加氢脱硫和脱氮以及合成氨等反应的催化剂,尤其是钼的碳化物比贵金属低廉,且又具有优良的抗硫中毒性能,故碳化钼催化剂颇引人瞩目。
  1 碳化钼的催化机理
  碳化钼为什么具有铂族贵金属的催化性能呢?可从原子的外层价电子结构进行简单分析。与碳形成合金-金属碳化物,能降低过渡金属表面能,并保持适度表面能允许催化循环。最终的效果是碳化合后,钼的电子特性更接近于铂族金属,导致碳化钼的催化性能与铂族金属相似。这就意味着炼油企业必须开发高效的低硫汽油、柴油生产技术,以减少有害物质的排放。

  就催化特性而言,碳化钼的加氢活性与铂和钯等贵金属相当。
  美国新泽西州埃克森实验室的JohnSinfelt证明,碳化钼的乙烷氢解初活性是单组分钼的60倍。加氢脱硫脱氮在整个加氢精制催化剂领域占有重要的地位。
  Schlatter等研究了碳化钼对喹啉的加氢脱氮活性,在无硫化物存在下以喹啉的十四烷溶液作原料时,碳化钼表现出与硫化镍钼/氧化铝类似的活性,但是氢耗明显降低,加氢脱氮的主要产物为不饱和烷基苯。这可能与形成低选择性的MoS2表面层有关。
  Jeong-Gil Choi等对于碳化钼的催化加氢脱氮进行了研究,实验发现钼的碳化物的催化活性与钼的氮化物相似,而且还优于现在工业上的Co-Mo的硫化物和H2处理过的Ni-Mo/γ-Al2O3。钼的碳化物与其氮化物以及硫化物的选择性显著不同。这种差别与它们的反应机理有关。而对于碳化钼吡啶与活性组分形成双键,双键能够使吡啶的2、6号碳足够接近,从而环化生成环戊烷。

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