Oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene: A promising CeO2-ZrO2-modified NiO-Al2O3/Ni-foam catalyst
Oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene: A promising CeO2-ZrO2-modified NiO-Al2O3/Ni-foam catalyst
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乙烷氧化脱氢制乙烯：一种有前景的 CeO2-ZrO2 改性 NiO-Al2O3/Ni 泡沫催化剂
DOI：
10.1016/j.apcata.2017.11.005
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发表时间：
2018-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lu Yong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Zhiqiang;Ding Jia;Chai Ruijuan;Zhao Guofeng;Liu Ye;Lu Yong
从宏观到纳米工程，一种有前途的 CeO2-ZrO2 掺杂 NiO-Al2O3/Ni-泡沫催化剂已被证明可用于乙烷氧化脱氢为乙烯 (ODE)，通过对 Ni 泡沫进行表面湿法化学蚀刻，然后用 CeO2 和 ZrO2 进行后改性。 NiO-Al2O3/Ni-泡沫（表示为 NANF）在 450 °C 下实现了 25.2% 的高乙烷转化率，但乙烯选择性非常低，为 43.1%。 NANF 的 ZrO2 掺杂导致乙烯选择性显着提高，但活性严重恶化，而 CeO2 掺杂则表现出相反的效果。使用最佳量的CeO2和ZrO2共掺杂NANF不仅显着提高了活性而且提高了乙烯的选择性。例如，在 1CeO2-5ZrO2-NANF（CeO2:1 wt%，ZrO2:5 wt%）催化剂上，在 500 °C 和气时空速为 C2H6/O2/N2= 1/1/8 的原料气下，乙烷转化率为 40.3%，乙烯选择性为 60.6%。 18,000 cm3g−1h−1，对应于 乙烯生产率高达 510 gEthrenekgcat−1h−1。在自然界中，CeO2 和 ZrO2 的共掺杂可以协同驯服 NiO，以选择性地夺取乙烷分子的 H，而不是过度氧化乙烷分子。
From macro- to nano-engineering of a promising CeO2-ZrO2-doped NiO-Al2O3/Ni-foam catalyst has been demonstrated for the oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene (ODE), through facial wet chemical etching of a Ni-foam followed post modification with CeO2and ZrO2. The NiO-Al2O3/Ni-foam (denoted as NANF) achieved a high ethane conversion of 25.2% but with a very low ethylene selectivity of 43.1% at 450 °C. ZrO2-doping of the NANF led to a remarkable improvement in the ethylene selectivity but serious deterioration of activity while the CeO2-doping showed an opposite effect. Co-doping of the NANF using optimal amount of CeO2and ZrO2markedly promoted not only the activity but also the selectivity to ethylene. For example, over the 1CeO2-5ZrO2-NANF (CeO2:1 wt%, ZrO2:5 wt%) catalyst, a high ethane conversion of 40.3% was obtained with a 60.6% ethylene selectivity for a feed gas of C2H6/O2/N2= 1/1/8 at 500 °C and a gas hourly space velocity of 18,000 cm3g−1h−1, corresponding to a high ethylene productivity of 510 gEthylenekgcat−1h−1. In nature, co-doping with CeO2and ZrO2synergistically tamed the NiO for selective H-abstraction of the ethane molecules other than over oxidation of them.
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