2022年纳米钒钛硫催化剂催化甲醇氧化一步合成二甲氧基甲烷_郭荷芹.docx

2021纳米钒钛硫催化剂催化甲醇氧化一步合成二甲氧基甲烷_郭荷芹2021纳米钒钛硫催化剂催化甲醇氧化一步合成二甲氧基甲烷_郭荷芹第2期二甲氧基甲烷（甲缩醛，DMM）是一种高附加值得绿色甲醇下游产品，其良好得去污能力和挥发性使其成为一种环保型溶剂；DMM作为清洁剂，可以代替含氯溶剂，减少挥发性污染物得排放；DMM还可以直接氧化制备高浓度甲醛；另外，DMM具有较高得含氧量和十六烷值，能够改善柴油在发动机中得燃烧状况，提高热效率，降低污染物得排放1，是一种极具前景得燃料添加剂 目前DMM生产工艺主要是两步法合成，即甲醇在银或铁钼催化剂上氧化生成甲醛，而后甲醛和甲醇在酸性催化剂上缩合生成DMM2,3 两步法工艺流程复杂，生产成本高，限制了DMM得廉 价化和广泛使用 近年来，一步法合成DMM得研究引起人们极大关注4-7 一步法合成DMM是指将氧化反应和缩合反应耦合，利用甲醇和O2反应直接的到DMM 一步法可以简化工艺流程，降低生成成本 甲醇氧化一步法合成DMM要求催化剂同时具有酸性中心和氧化还原中心，且酸性中心和氧化还原中心得强度应该是适度得：既能将甲醇氧化，缩合生成DMM，又不至于将其深度氧化生成COx或深度脱水生成二甲醚。

在众多得一步法合成DMM得催化剂中，钒基催化剂被认为是一种较具潜力得催化剂 Sun8和Liu9等用浸渍法制备了硫改性钒钛催化剂，发现硫得加入能够增加催化剂酸性中心，提高DMM选择性 但浸渍法引入硫 存在硫得流失而导致催化剂活性下降得问题 快速燃烧法是一种新得催化剂制备方式，是在催化剂制备过程中加入氧化剂和燃烧剂，高温下氧化剂和燃烧剂快速反应，瞬间放出大量气体和热量，使催化剂体积迅速膨胀 所制备催化剂颗粒较小，比表面较大，同时燃烧剂得快速燃烧可能会增强硫与钒钛间得相互作用，从而使催化剂具有较好得稳定性 本文用快速燃烧法制备了硫改性得钒钛催化剂，并将其应用于甲醇氧化一步法合成DMM得反应中，同时对催化剂进行了系列表征，考察了硫得加入对催化剂结构及其反应性能得影响 1实验部分1.1催化剂制备硫改性钒钛催化剂得制备：在N2气氛中将TiCl4加入w(HNO3)为67%得硝酸中，待TiCl 4完全水解后加入计量NH3VO4，Ti(SO4)2和尿素，搅拌使其完全溶解，然后于500快速焙烧10min制的硫改性得钒钛硫催化剂，记为VTS。

经ICP分析，催化剂各成分质量比为：m(V2O5)/m(TiO2)/m(SO42-)=28.61/67.55/3.84 钒钛催化剂（VT）制备过程除不加Ti(SO4)2外，收稿日期：2022-10-10;基金项目:国家自然科学基金(20603045),国家科技部国际合作项目(No.2022DFC60110)；简介：郭荷芹（1982-），女，博士生，电邮guoheqinhttp:/；*联系人：孙予罕，研究员，博士生导师 ，电邮yh-sunhttp:/ 纳米钒钛硫催化剂催化甲醇氧化一步合成二甲氧基甲烷郭荷芹1,2，李德宝1，姜东1，李文怀1，孙予罕1*（1.中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家要点实验室，山西太原030001；2.中国科学院研究生院，北京100039） 3Word版本。