
Citation: LIU Na, ZHANG Hui, XUE Nian-Hua, DING Wei-Ping. Influence of Tungsten Loadings on the 1-Butene Metathesis Reaction over W/SiO2/Al2O3 Catalysts[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(5): 933-940. doi: 10.3866/PKU.WHXB201503032

钨含量对W/SiO2/Al2O3催化剂上1-丁烯自歧化反应的影响
采用浸渍法制备了一系列钨负载量不同的W/SiO2/Al2O3 催化剂. 采用X 射线衍射(XRD)、激光拉曼(Raman)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂进行了表征. 实验结果表明: 钨的负载量对催化剂上氧化钨物种的分散程度、还原性以及催化剂的酸性有非常重要的影响. 对该类催化剂上1-丁烯自歧化反应进行了详细考察, 结果表明: 当钨的质量分数为6.0%时,W/SiO2/Al2O3催化剂表现出最佳的歧化活性和稳定性. 原因在于6.0%的钨负载量可以使催化剂上氧化钨物种具有中等程度的分散性、合适的还原性, 并且使催化剂具有一定程度的酸性, 这些因素有利于在催化剂上形成烯烃歧化活性位.
English
Influence of Tungsten Loadings on the 1-Butene Metathesis Reaction over W/SiO2/Al2O3 Catalysts
A series of W/SiO2/Al2O3 catalysts with various tungsten loadings were synthesized via the impregnation method. The as-synthesized catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, H2 temperature-programmed reduction (H2-TPR), and NH3 temperature-programmed desorption (NH3-TPD). The results reveal that the tungsten loadings were crucial to the dispersion and reducibility of the tungsten oxide species and the acidity of catalysts. The catalytic performances were also investigated during the metathesis of 1-butene to propene. Amongst these catalysts, W/SiO2/Al2O3 with a tungsten mass fraction of 6.0% gave the highest activity and stability during the 1-butene metathesis reaction. The excellent catalytic performance of the catalyst containing a tungsten mass fraction of 6.0% is attributed to its moderate dispersion, suitable reducibility of the WOx species and suitable acidity. We speculate that these factors are favorable for the formation of active centers for olefin metathesis.
-
Key words:
-
1-Butene
- / Protene
- / Metathesis
- / Tungsten loading
- / Catalytic activity
-
-
[1]
(1) Lu, H. Q.; Shi, L.; He, C.; Weng, W. Z.; Huang, C. J.; Wan, H. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2697. [鲁怀乾, 石磊, 何冲, 翁维正, 黄传敬, 万惠霖. 物理化学学报, 2012, 28, 2697.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201207091
(1) Lu, H. Q.; Shi, L.; He, C.; Weng, W. Z.; Huang, C. J.; Wan, H. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2697. [鲁怀乾, 石磊, 何冲, 翁维正, 黄传敬, 万惠霖. 物理化学学报, 2012, 28, 2697.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201207091
-
[2]
(2) Zhu, X. X.; Li, X. J.; Xie, S. J.; Liu, S. L.; Xu, G. L.; Xin, W. J.; Huang, S. J.; Xu, L. Y. Catal. Surv. Asia 2009, 13, 1. doi: 10.1007/s10563-008-9055-3(2) Zhu, X. X.; Li, X. J.; Xie, S. J.; Liu, S. L.; Xu, G. L.; Xin, W. J.; Huang, S. J.; Xu, L. Y. Catal. Surv. Asia 2009, 13, 1. doi: 10.1007/s10563-008-9055-3
-
[3]
(3) Wang, F.; Yan, S. J.; Yong, X. J.; Luo, C. T.; Zhang, Q.; Wen, P. Y.; ng, Y. J.; Dou, T. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 358. [王峰, 顔蜀雋, 雍晓静, 罗春桃, 张卿, 温鹏宇, 巩雁军, 窦涛. 物理化学学报, 2013, 29, 358.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201211143(3) Wang, F.; Yan, S. J.; Yong, X. J.; Luo, C. T.; Zhang, Q.; Wen, P. Y.; ng, Y. J.; Dou, T. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 358. [王峰, 顔蜀雋, 雍晓静, 罗春桃, 张卿, 温鹏宇, 巩雁军, 窦涛. 物理化学学报, 2013, 29, 358.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201211143
-
[4]
(4) Hu, B.; Liu, H.; Tao, K.; Xiong, C. R.; Zhou, S. H. J. Phys. Chem. C. 2013, 117, 26385. doi: 10.1021/jp4098028(4) Hu, B.; Liu, H.; Tao, K.; Xiong, C. R.; Zhou, S. H. J. Phys. Chem. C. 2013, 117, 26385. doi: 10.1021/jp4098028
-
[5]
(5) Bouchmella, K.; Stoyanova, M.; Rodemerck, U.; Debecker, D. P.; HubertMutina, P. Catal. Commun. 2015, 58, 183. doi: 10.1016/j.catcom.2014.09.024(5) Bouchmella, K.; Stoyanova, M.; Rodemerck, U.; Debecker, D. P.; HubertMutina, P. Catal. Commun. 2015, 58, 183. doi: 10.1016/j.catcom.2014.09.024
-
[6]
(6) Mazoyer, E.; Szeto, K. C.; Merle, N.; Norsic, S.; Boyron, O.; Basset, J. M.; Taoufik, M.; Nicholas, C. P. J. Catal. 2013, 301, 1. doi: 10.1016/j.jcat.2013.01.016(6) Mazoyer, E.; Szeto, K. C.; Merle, N.; Norsic, S.; Boyron, O.; Basset, J. M.; Taoufik, M.; Nicholas, C. P. J. Catal. 2013, 301, 1. doi: 10.1016/j.jcat.2013.01.016
-
[7]
(7) Xuan, D.; Liu, S.; Dong, J.; Wang, Y. D. Nat. Gas Chem. Ind. 2014, 39, 29. [宣东, 刘苏, 董静, 王仰东. 天然气化工, 2014, 39, 29.](7) Xuan, D.; Liu, S.; Dong, J.; Wang, Y. D. Nat. Gas Chem. Ind. 2014, 39, 29. [宣东, 刘苏, 董静, 王仰东. 天然气化工, 2014, 39, 29.]
-
[8]
(8) Cui, Y. M.; Liu, N.; Xia, Y. F.; Lü, J. G.; Zheng, S. J.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Ding, W. P. J. Mol. Catal. A: Chem. 2014, 394, 1. doi: 10.1016/j.molcata.2014.06.027(8) Cui, Y. M.; Liu, N.; Xia, Y. F.; Lü, J. G.; Zheng, S. J.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Ding, W. P. J. Mol. Catal. A: Chem. 2014, 394, 1. doi: 10.1016/j.molcata.2014.06.027
-
[9]
(9) Liu, H. J.; Zhang, L.; Li, X. J.; Huang, S. J.; Liu, S. L.; Xin, W. J.; Xie, S. J.; Xu, L. Y. J. Nat. Gas Chem. 2009, 18, 331 doi: 10.1016/S1003-9953(08)60113-9(9) Liu, H. J.; Zhang, L.; Li, X. J.; Huang, S. J.; Liu, S. L.; Xin, W. J.; Xie, S. J.; Xu, L. Y. J. Nat. Gas Chem. 2009, 18, 331 doi: 10.1016/S1003-9953(08)60113-9
-
[10]
(10) Li, R.; Yuan, G. M.; Chen, S. L.; Hua, D. R.; Zhou, Z.; Sang, L.; Chen, A. C. J. Fuel Chem. Technol. 2012, 40, 855. [李睿, 袁桂梅, 陈胜利, 华德润, 周政, 桑磊, 陈爱城. 燃料化学学报, 2012, 40, 855.](10) Li, R.; Yuan, G. M.; Chen, S. L.; Hua, D. R.; Zhou, Z.; Sang, L.; Chen, A. C. J. Fuel Chem. Technol. 2012, 40, 855. [李睿, 袁桂梅, 陈胜利, 华德润, 周政, 桑磊, 陈爱城. 燃料化学学报, 2012, 40, 855.]
-
[11]
(11) Amakawa, K;Wrabetz, S.; Kröhnert, J.; Tzolova-Müller, G.; Schlögl, R.; Trunschke, A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11462. doi: 10.1021/ja3011989(11) Amakawa, K;Wrabetz, S.; Kröhnert, J.; Tzolova-Müller, G.; Schlögl, R.; Trunschke, A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11462. doi: 10.1021/ja3011989
-
[12]
(12) Debecker, D. P.; Stoyanova, M.; Rodemerck, U.; Colbeau- Justin, F.; Boissère, C.; Chaumonnot, A.; Bonduelle, A.; Sanchez, C. Appl. Catal. A 2014, 470, 458. doi: 10.1016/j.apcata.2013.06.041(12) Debecker, D. P.; Stoyanova, M.; Rodemerck, U.; Colbeau- Justin, F.; Boissère, C.; Chaumonnot, A.; Bonduelle, A.; Sanchez, C. Appl. Catal. A 2014, 470, 458. doi: 10.1016/j.apcata.2013.06.041
-
[13]
(13) Xu, F.; Jiang, W. L.; Li, P. D.; Zhou, G. L.; Zhou, H. J. Chem. Ind. Eng. Prog. 2014, 33, 3253. [徐峰, 姜伟丽, 李沛东, 周广林, 周红军. 化工进展2014, 33, 3253. ](13) Xu, F.; Jiang, W. L.; Li, P. D.; Zhou, G. L.; Zhou, H. J. Chem. Ind. Eng. Prog. 2014, 33, 3253. [徐峰, 姜伟丽, 李沛东, 周广林, 周红军. 化工进展2014, 33, 3253. ]
-
[14]
(14) Hu, J. C.; Wang, Y. D.; Chen, L. F.; Richards, R.; Yang, W. M.; Liu, Z. C.; Xu, W. Microporous Mesoporous Mat. 2006, 93, 158. doi: 10.1016/j.micromeso.2006.02.019(14) Hu, J. C.; Wang, Y. D.; Chen, L. F.; Richards, R.; Yang, W. M.; Liu, Z. C.; Xu, W. Microporous Mesoporous Mat. 2006, 93, 158. doi: 10.1016/j.micromeso.2006.02.019
-
[15]
(15) Hua, D. R.; Chen, S. L.; Yuan, G. M.; Wang, Y. L.; Zhao, Q. F.; Wang, X. L.; Fu, B. Microporous Mesoporous Mat. 2011, 143, 320. doi: 10.1016/j.micromeso.2011.03.012(15) Hua, D. R.; Chen, S. L.; Yuan, G. M.; Wang, Y. L.; Zhao, Q. F.; Wang, X. L.; Fu, B. Microporous Mesoporous Mat. 2011, 143, 320. doi: 10.1016/j.micromeso.2011.03.012
-
[16]
(16) Spamer, A.; Dube, T. I.; Moodley, D. J.; van Schalkwyk, C.; Botha, J. M. Appl. Catal. A 2003, 255, 153. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00537-4(16) Spamer, A.; Dube, T. I.; Moodley, D. J.; van Schalkwyk, C.; Botha, J. M. Appl. Catal. A 2003, 255, 153. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00537-4
-
[17]
(17) Maksasithorn, S.; Debecker, D. P.; Praserthdam, P.; Panpranot, J.; Suriye, K.; Ayudhya, S. K. N. Chin. J. Catal. 2014, 35, 232. doi: 10.1016/S1872-2067(12)60760-8(17) Maksasithorn, S.; Debecker, D. P.; Praserthdam, P.; Panpranot, J.; Suriye, K.; Ayudhya, S. K. N. Chin. J. Catal. 2014, 35, 232. doi: 10.1016/S1872-2067(12)60760-8
-
[18]
(18) Liu, N.; Ding, S. L.; Cui, Y. M.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Ding, W. P. Chem. Eng. Res. Des. 2013, 91, 573. doi: 10.1016/j.cherd.2012.08.008(18) Liu, N.; Ding, S. L.; Cui, Y. M.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Ding, W. P. Chem. Eng. Res. Des. 2013, 91, 573. doi: 10.1016/j.cherd.2012.08.008
-
[19]
(19) Huang, S. J.; Liu, H. J.; Zhang, L.; Liu, S. L.; Xin, W. J.; Li, X. J.; Xie, S. J.; Xu, L. Y. Appl. Catal. A 2011, 404, 113. doi: 10.1016/j.apcata.2011.07.020(19) Huang, S. J.; Liu, H. J.; Zhang, L.; Liu, S. L.; Xin, W. J.; Li, X. J.; Xie, S. J.; Xu, L. Y. Appl. Catal. A 2011, 404, 113. doi: 10.1016/j.apcata.2011.07.020
-
[20]
(20) Benitez, V. M.; Fi li, N. S. Catal. Commun. 2002, 3, 487. doi: 10.1016/S1566-7367(02)00192-9(20) Benitez, V. M.; Fi li, N. S. Catal. Commun. 2002, 3, 487. doi: 10.1016/S1566-7367(02)00192-9
-
[21]
(21) Huang, S. J.; Chen, F. C.; Liu, S. L.; Zhu, Q. J.; Zhu, X. X.; Xin, W. J.; Feng, Z. C.; Li, C.; Wang, Q. X.; Xu, L. Y. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 267, 224. doi: 10.1016/j.molcata.2006.11.048(21) Huang, S. J.; Chen, F. C.; Liu, S. L.; Zhu, Q. J.; Zhu, X. X.; Xin, W. J.; Feng, Z. C.; Li, C.; Wang, Q. X.; Xu, L. Y. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 267, 224. doi: 10.1016/j.molcata.2006.11.048
-
[22]
(22) Horsley, J. A.; Wachs, I. E.; Brown, J. M.; Via, G. H.; Hardcastle, F. D. J. Phys. Chem. 1987, 91, 4014. doi: 10.1021/j100299a018(22) Horsley, J. A.; Wachs, I. E.; Brown, J. M.; Via, G. H.; Hardcastle, F. D. J. Phys. Chem. 1987, 91, 4014. doi: 10.1021/j100299a018
-
[23]
(23) Ross-Medgaarden, E. I.; Wachs, I. E. J. Phys Chem. C 2007, 111, 15089. doi: 10.1021/jp074219c(23) Ross-Medgaarden, E. I.; Wachs, I. E. J. Phys Chem. C 2007, 111, 15089. doi: 10.1021/jp074219c
-
[24]
(24) Ramírez, J.; Gutiérrez-Alejandre, A. J. Catal. 1997, 170 (1), 108. doi: 10.1006/jcat.1997.1713(24) Ramírez, J.; Gutiérrez-Alejandre, A. J. Catal. 1997, 170 (1), 108. doi: 10.1006/jcat.1997.1713
-
[25]
(25) Zhao, Q. F.; Chen, S. L.; Gao, J. S.; Xu, C. M. Transition Met. Chem. 2009, 34, 621. doi: 10.1007/s11243-009-9239-3(25) Zhao, Q. F.; Chen, S. L.; Gao, J. S.; Xu, C. M. Transition Met. Chem. 2009, 34, 621. doi: 10.1007/s11243-009-9239-3
-
[26]
(26) Spamer, A.; Dube, T. I.; Moodley, D. J.; van Schalkwyk, C.; Botha, J. M. Appl. Catal. A 2003, 255, 133. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00535-0(26) Spamer, A.; Dube, T. I.; Moodley, D. J.; van Schalkwyk, C.; Botha, J. M. Appl. Catal. A 2003, 255, 133. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00535-0
-
[27]
(27) Westhoff, R.; Moulijn, J. A. J. Catal. 1977, 46, 414. doi: 10.1016/0021-9517(77)90225-1(27) Westhoff, R.; Moulijn, J. A. J. Catal. 1977, 46, 414. doi: 10.1016/0021-9517(77)90225-1
-
[28]
(28) Vermaire, D. C.; Vanberge, P. C. J. Catal. 1989, 116, 309. doi: 10.1016/0021-9517(89)90098-5(28) Vermaire, D. C.; Vanberge, P. C. J. Catal. 1989, 116, 309. doi: 10.1016/0021-9517(89)90098-5
-
[29]
(29) Wang, Y. D.; Chen, Q. L.; Yang, W. M.; Xie, Z. K.; Xu, W.; Huang, D. Y. Appl. Catal. A 2003, 250, 25. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00186-8
(29) Wang, Y. D.; Chen, Q. L.; Yang, W. M.; Xie, Z. K.; Xu, W.; Huang, D. Y. Appl. Catal. A 2003, 250, 25. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00186-8
-
[1]
-

计量
- PDF下载量: 243
- 文章访问数: 672
- HTML全文浏览量: 76