应用O2-TPD,脉冲实验,原位Weiss磁测量以及TAP(temporal analysis of products)技术对NiO上的乙烷氧化脱氢制乙烯催化作用机理进行了研究.结果表明,NiO中的非化学计量氧表现出与气相氧交换的可逆性,其中在较低温度下脱附的α氧(很可能是O2-,O22-)仅存在于催化剂表面,与气相氧交换迅速,而较高温下脱附的β氧(很可能是O-)不仅存在于催化剂表面,还存在于催化剂体相.β氧较α氧表现出更高的乙烯选择性.在反应条件下,Ni均应处于高氧化态(Ni(2+δ)+,0≤δ≤1),一旦催化剂中有微量Ni0生成,乙烷便发生裂解反应,乙烯选择性立即降为零.乙烷在NiO上的氧化脱氢(ODHE)的可能反应机理为:首先乙烷与NiO中的非化学计量氧On(s)作用脱除一个α-H生成乙基自由基,然后进一步脱除一个β-H生成乙烯,乙烯生成的整个过程是在催化剂表面上进行的;副产物CO2是由表面乙烯进一步氧化(很可能是与O2-,O22-作用)生成的.失去On(s)的NiO在反应体系(一定的氧分压)中,重新生成含非化学计量氧的NiO.
NiO 非化学计量氧 乙烷氧化脱氢 机理