Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al2O3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

荣　欣，时　宇，李先如，顾　彬，于　杨，孙承林



Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al2O3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

荣欣1,2，时宇1,2，李先如1,2，顾彬1,2，于杨1,2，孙承林1*

(1.中国科学院大连化学物理研究所 洁净能源国家实验室，辽宁 大连 116023；2.中国科学院大学，北京 100049)

摘要：采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al2O3复合氧化物载体，并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al2O3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N2物理吸附-脱附和NH3-TPD表征，研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al2O3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明，Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性，当Fe2O3掺杂质量分数为4%时，催化剂具有最高的异丁烯收率，50 h的平均收率达到42.9%。

关键词：催化化学；Fe掺杂；Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al2O3催化剂；共沉淀；异丁烷脱氢

CLC number:TQ426.4；O643.36Document code: AArticle ID: 1008-1143(2016)04-0048-07

异丁烯是非常重要的化工原料，常用于生产聚异丁烯、甲基叔丁基醚和甲基丙烯酸酯等产品[1]。异丁烯主要来自于石脑油裂解和炼油厂催化裂化等过程[2]。近年来，随着异丁烯需求量的增加，异丁烷脱氢制备异丁烯工艺受到关注。目前已经工业化的异丁烷脱氢工艺一般采用Pt系催化剂的临氢脱氢工艺，通常选用Al2O3作为载体[3-6]。但由于异丁烷脱氢制备异丁烯是强吸热过程，需要较高的反应温度，在脱氢过程中容易发生催化剂活性组分烧结、结焦积炭失活等问题。为提高异丁烷脱氢催化剂的活性和稳定性，通常在催化剂中引入Sn、K和Ce等助剂。由于催化剂载体Al2O3上具有酸性中心，会引起烷烃在脱氢过程中发生氢解、芳构化、异构化和聚合结焦等副反应，导致催化剂上异丁烯选择性降低和积炭失活[3,7-8]。……