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在生物柴油的研究与生产中,副产甘油的用途受到越来越多的关注。VPO催化剂近年来被发现是甘油选择性脱水生成丙烯醛的有效催化剂。但VPO催化剂也是一类复杂的催化剂体系,其结构与性能受多重因素的制约。因此,制备高效、稳定的催化剂成为甘油催化脱水反应中的关键,直接关系到大规模生产应用。本论文从开发具有高活性的VPO催化剂及研究影响催化剂活性的相关因素出发,通过改变制备条件,合成了相应的VPO催化剂,通过性能评价与结构表征,获得了一些新的认识:(1)采用苯甲醇和异丁醇的混合溶剂体系,并在制备介质中引入添加剂聚乙二醇(PEG 6000),所得VPO前驱体经丁烷/空气活化后获得的VPO催化剂性能优异。在甘油水溶液质量分数为36.5%,液体空速为4h-1,反应温度为320℃的条件下,丙烯醛收率达 94.5%。(2)在300℃C下延长反应时间,甘油的转化率下降缓慢,在初始20 h反应时间内,丙烯醛的产率逐渐下降,在后续的20-50 h反应时间段内,丙烯醛产率渐趋稳定(~60%)。(3)结构表征手段显示,制备介质的醇类组成、是否添加PEG组份对VPO催化剂的结晶性、形貌、晶格氧反应性、表面V5+/V4+比例等均有显著影响。制备介质中添加PEG,可以提高晶格氧的反应性,使用混合醇溶剂制备也呈相同趋势。Raman光谱揭示了催化剂中V5+物种的存在以及在反应过程中其量下降的趋势。XPS考察不仅揭示了新鲜催化剂上表面元素组成、V物种的价态,也揭示了反应后催化剂表面状态的变化,特别是表面V5+/V4+比例的显著下降以及表面碳物种的沉积,它们可能是催化剂活性下降的重要原因。XPS分峰拟合结果表明优异的性能与合适的表面V5+/V4+比例紧密相关。