过渡金属碳化物的简要介绍

机理
1.碳化钒的电子电荷从V转移到C 上而部分 的离子化。这种离子化把碳化钒以及别的 碳化物区别开来, 并可以部分的说明他们 的高脱氢选择性。 2.碳化钒是间充型碳化物, 其高活性是由于 形成碳化物过程中钒的未填充d 轨道得到 加宽。
2 碳化钼
• 钼的碳化物因具有贵金属的某些性质, 如 较强的解离吸氢能力而被广泛地用于有氢 参与的反应, 如烷烃异构化、不饱和烃加 氢、CO( CO2) 加氢、加氢脱硫和脱氮以 及合成氨等反应的催化剂, 尤其是钼的碳 化物比贵金属低廉, 且又具有优良的抗硫 中毒性能, 故碳化钼催化剂颇引人瞩目。
• 碳化钼有很好的催化加氢作用 • 碳化钼耐硫能力比工业上的金属催化剂好 • 碳化钼的催化活性和选择性与它的立体结 构有关 • 碳化钼的催化脱氢能力要比其他过渡金属 碳化物要好, 碳化钼的催化脱氢发生在中 间C—C键与边界的C—C键的几率相似, 而碳化钨、碳化钒等的脱氢则集中在中间 的C—C键。
3 碳化钨
• 研究发现: 随着温度升高, 转化率逐渐上升, 但大 分子都变为甲烷等小分子。 原因： • 在局部氧化的WC 上烷烃异构化的活性主要来自 于其表面的两类催化活性中心, 即由于碳化钨表 面氧的存在而形成的酸性中心( 即WOX ) 和碳化 钨所形成的金属点。在催化烃反应过程中, 金属 点可以强烈吸附反应物中氢和烃的分子, 使其在 碳化钨表面形成各自的活性基团; 酸性的WOX 则 可以促进碳链结构的改变,生成异构化产物, 同时 阻止碳化钨活性中心使异构化产物进一步氢解。
1 碳化钒
催化脱氢： • 在高比例的丁烷/ 氧气的混合气下, V8C7 很稳定但是没有选择性, 只生成大量的CO 和CO2。 • 在低比例的混合气下, 催化剂变为不同的 钒的碳氧化物以及氧化物。
• 在无氧条件下碳化钒在催化脱氢方面具有 很高的选择性。丁烷在450℃左右时脱氢 选择性可达98%。 • 碳化钒催化丁烷脱氢生成丁烯28%、反丁烯40% 、1, 3 - 丁二烯30%。
• 碳化钨的表面电子结构与Pt 类似, 作为催 化剂在催化加氢、催化重整等反应中具有 良好的催化活性, 它不受任何浓度的CO 和 10- 6数量级的H2S 影响, 具有良好的稳定 性和抗中毒性能,是一种极具开发和应用潜 力的催化剂。
• 碳化钨对于碳氢化合物有很好的加氢作用 它主要作用于中间的C—C键，催化机理 与晶型有关 • 碳化钨对烷烃的具有催化重整作用，表现 为异构化、裂化和氢化反应, 不同表面组 成和结构的碳化钨对烷烃的催化重整时表 现出不同的选择性, 在新制的碳化钨表面 主要发生裂化反应, 而将碳化钨暴露在一 定量氧气中氧化, 这种部分氧化的碳化钨 催化剂总的催化活性和脱氢速率降低, 但 异构化的选择性提高。
存在问题
• 一是难以制备高比表面的催化剂。 • 二是对于催化条件的优化和催化机理的研 究。
Biblioteka Baidu过渡金属碳化物
过渡金属碳化物
• 过渡金属碳化物是一类具有很高的机械强 度及硬度, 适宜做刀具及钻具的材料。 • 这类材料是一种金属间填充型化合物, 是 由碳原子填隙式融进过渡金属的晶格中形 成的。
• 研究发现, 过渡金属碳化物在催化加氢、 催化脱氢、催化加氢脱硫、催化加氢脱氮 、异构化、氨的分解、芳构化等很多领域 都具有催化作用。 • 其表面性质和催化活性类似于Pt 等贵金属 , 被称为“准铂金催化剂”。