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MoO3由于独特的结构和特殊的理化性质,使其广泛应用于气体传感器、显示材料、光致变色和电致变色材料以及催化剂等。Mo03作为甲醇选择性氧化制备甲醛的催化剂,主要以热力学稳定的α相存在。与热力学稳定的α-MoO3相比,亚稳态h-MoO3和P-MoO3的制备方法和催化性能研究较少。因此,对体相亚稳态Mo03的制备方法及催化活性研究具有重要价值。本文采用水热合成法制备了体相h-MoO3和β-M003催化剂,采用共沉淀的方法制备了Fe-Mo-O、Fe-Mo-Ce-O和Fe-Mo-Co-O催化剂,通过甲醇选择性氧化制甲醛反应对其催化性能进行评价。一、体相h-MoO3催化剂的合成和催化活性考察本文以钼酸为原料,采用水热合成和焙烧后处理的方法制备了体相h-Mo03,考察了不同水热合成温度、不同的焙烧温度对催化剂形貌和物相的影响,选择最佳的合成条件。采用XRD、SEM、Raman、FT-IR、XPS和H2-TPR进行表征,并将催化剂用于甲醇氧化制甲醛反应中评价其活性。结果表明,在水热合成温度为60～120℃,焙烧温度为150～350℃的条件下,得到了纯净的六方相M003,六方相Mo03呈六棱柱形,其直径为1～10μm、长径比为5～10。在水热温度和焙烧温度较低时,催化剂的活性较好,甲醇的转化率为2.07%,目标产物甲醛的选择性可以达到65.7%。二、体相P-MoO3催化剂的合成和催化活性考察本文以钼酸为原料,采用水热合成和旋转蒸发仪快速蒸发的方法制备了体相P-MoO3,考察了硝酸滴加量和焙烧温度对合成催化剂的物相的影响。通过XRD、SEM、Raman、 XPS、NH3-TPD和DSC方法对催化剂进行表征。结果表明,在HN03/Mo的摩尔比约为1.8,焙烧温度为310℃的条件下可以得到纯净的体相β-MoO3,产品呈块状结构,在428℃时会转变为热力学稳定的α-MoO3,且在450℃附近存在一个强酸性位。活性最高时甲醇的转化率为33%左右,选择性在98%左右。三、Fe-Mo-O、Fe-Mo-Ce-O和Fe-Mo-Co-O催化剂的制备和催化活性考察本文以钼酸铵、硝酸铁、硝酸铈和硝酸钻为原料,采用共沉淀的方法制备了不同Mo和Fe原子比的Fe-Mo-O催化剂,然后分别加入Ce和Co制备了Fe-Mo-Ce-O和Fe-Mo-Co-O催化剂,其中Mo:Fe:Ce和Mo:Fe:Co的原子比均为2.2：1：0.1。研究通过XRD、SEM、H2-TPR、NH3-TPD和BJH进行表征,发现Mo和Fe原子比为1.5～3时,制各的催化剂包含MoO3和Fe2(MoO4)3两种组分,催化剂具有较高的活性；Mo:Fe原子比为2.2时,Fe-Mo-O催化剂具有最高甲醇选择性氧化活性。掺杂Ce和Co的催化剂,其比表面积、孔容和孔径都有所增大,还原温度有所降低,催化剂的活性得到提高,甲醇的转化率可以达到55%左右,目标产物甲醛的选择性高达98%。本文研究了亚稳态M0O3催化剂的制备方法,分析了催化剂的物化性质,对催化剂催化甲醇选择性氧化制甲醛性能进行了评价,对亚稳态MoO3的控制合成及其构效关系进行了探索。