Page 24 - 《精细化工》2022年第1期

·14· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

的引入可使氢原子更容易从有机分子中脱离。醇氧 在有关；另一方面，整个反应通过氧化还原和碱性
化脱氢羰基化反应以及烷烃氧化脱氢反应（ODH） 位点催化的反应路径的组合而发生，N 2 O 的存在更
不仅可以制备高热值的清洁能源 H 2 ，还可以合成醛 有助于甲醇转化为甲醛。
酮类化合物以及其他重要的化工原料。
PINTHONG 等 [58] 采用初始湿润浸渍法制备了
Cu 改性 MgAl-LDH 型催化剂，无需任何还原步骤
即可实现乙醇的氧化脱氢。在反应性能评价中发现，
Cu 显著提高了反应的催化活性，在 350 ℃下，乙
醇转化率和选择性达到最佳平衡点。
ÁLVAREZ 等 [59] 报道了十钒酸盐交换的 ZnAl-

LDH 经煅烧获得的 VZnAlO 混合氧化物在丙烷氧化 图 10 通过离子交换途径制备 LDH-PWFe 纳米复合材料 [63]
脱氢中的催化性能，并与通过用十钒酸盐水溶液常 Fig. 10 Preparation of LDH-PWFe nanocomposites through
规浸渍 ZnO 或 ZnAlO 混合氧化物载体制备的 ion exchange pathway [63]

VZn(Al)O 催化剂进行比较，源自 LDHs 前驱体的混
CESAR 等 [65] 以 MgAl-LDH 为前驱体制备了
合氧化物显示出比通过浸渍获得的混合氧化物高 10 NiMgAl 和 RhNiMgAl 催化剂，在 550 和 750 ℃下
倍的催化活性。 进行甲烷的部分氧化。在这项工作中，高 Ni 含量的
GAO 等 [60] 采 用不同的方 法制备了一 系列
NiMgAl 催化剂显示出高稳定性和高甲烷转化率。
NiAl-MMO 催化剂，尿素水解法制备的丙烷脱氢催
HUANG 等 [66] 报道了层状双金属氢氧化物衍生的
化剂具有更高的选择性和稳定性，通过对表征结果
NiMgAlFeO δ 催化剂在正丁醇部分氧化反应中展现
进行综合分析，这可归因于表面 Ni(Ⅱ)物种的高度
分散性和稳定性。SMOLÁKOVÁ 等 [61] 在乙烷和丙 出高效的催化性能，这种较高的活性可以归因于催
化剂的高比表面积、结构和电子性质。
烷的 ODH 中研究了通过对 Ni-Al 类水滑石前驱体进
综上所述，氧化脱氢反应多应用于醛、酮、胺
行热处理而获得 Ni-Al 混合氧化物的高活性。
MITRAN 等 [62] 利用 LDHs 为前驱体制备了 等化工原料的生产，因此对反应的选择性提出了更
高的要求，利用 LDHs 独特的结构特征，如层间优
Ln-Mg-Al 混合稀土金属氧化物（Ln = Ce、Sm、Dy、
异的膨胀性能、“记忆效应”、层间阳离子可调变等，
Yb），并研究了其在丙烷氧化脱氢中的催化性能。
可制备出用于脱氢反应高活性高稳定性的催化剂。
使用 Dy-Mg-Al-O 和 Sm-Mg-Al-O 催化剂可获得最
佳的丙烯收率，并证实这些催化剂碱性和丙烯选择 4 结束语与展望
性之间呈线性关系。
HASANNIA 等 [63] 设计了一种经济实惠的异相 近年来，LDHs 在催化脱氢领域展现出独特的
催化剂的合成方法，利用阴离子交换法合成了以 优越性，由于 LDHs 具有层间组分可调性、可剥落
Fe(Ⅲ)取代的 Keggin 型多金属氧酸盐为支柱的 性、结构拓扑转变、限域效应等特征，LDHs 经过
Zn-Al 层状双氢氧化物（LDH-PWFe）。结果表明， 直接制备或多步处理形成的材料可以用作性能优异
LDH-PWFe 是一种有效的催化剂，在 H 2 O 2 充当氧化 的固体碱催化剂、催化剂前驱体或载体 [67] 。相比传
剂的条件下，可将醇氧化为相应的醛，具有优异的 统脱氢催化剂，LDHs 脱氢催化剂的利用存在多方
转化率、选择性以及可回收性。其中，过渡金属（M） 面的优势：第一、LDHs 作固体碱催化剂可解决工
取代的 POM 的类型对所合成的 LDH-PWM 催化剂 业上均相碱的使用所带来的高昂成本和环境污染等
催化性能起着至关重要的作用，如图 10 所示。 问题；第二、LDHs 插层复合催化剂可以有效实现
ROSSET 等 [21] 通过连续共沉淀合成基于水钙铝 均相催化的多相化，提升催化剂的重复利用性和热
石的 Cu-Ca-Al 催化剂，并用于乙醇脱氢中，催化剂 稳定性；第三、LDHs 作前驱体是构筑工业型高活
显示出较高的乙醇转化率和对乙醛的高选择性。 性、高分散性、高稳定性脱氢催化剂的有效途径；
SANTOS 等 [64] 制备了由 LDHs 衍生的 CoMgAl 第四、利用其可剥落性能够发展一系列纳米复合催
氧化物催化剂，在 350~500 ℃和 101.325 kPa 大气压 化剂，为脱氢催化剂提供了更多的智能设计方案。
N 2 O 辅助下，对于甲醇部分氧化为甲醛表现出高活 本文综述了 LDHs 在催化脱氢中的应用，重点
性和选择性〔转化率（80%~100%）和甲醛收率 介绍了 LDHs 的合成方法、结构特征以及在储氢材
（90%）〕。结果表明，这不仅与 Co 3 O 4 是一种更容 料脱氢、直接脱氢和氧化脱氢工艺中的具体应用，
易还原的状态有关，还与镁尖晶石 Co 3–x Mg x O 4 的存 为高性能 LDHs 的智能化设计提供了参考。