Preparation of Pt/Mn-silicalite-1 Catalysts and Their Catalytic Performance for Propane Dehydrogenation

doi:10.7503/cjcu20240460

Abstract

Abstract:

As one of the important components of natural gas and shale gas， the catalytic conversion of propane not only has important theoretical research significance but also has broad prospects in application. Propane dehydrogenation is one of the important ways to enhance the production of propylene， and the key of this reaction is to improve the stability of Pt-based catalysts and minimize the amount of Pt. In this work， the Mn-doped silicalite-1（S-1） supports（xMn-S-1） with different Mn doping amounts were designed， and prepared a series of Pt/xMn-S-1 catalysts was prepared by loading Pt. The scanning electron microscope（SEM）， X-ray diffraction（XRD）， Raman spectra and ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy（UV-Vis DRS） characterizations were carried out， and the catalytic performance was tested for propane dehydrogenation. According to the characterizations， the Mn species enter the framework of S-1 to form Mn-O-Si by coordinating with EDTA， which can anchor the Pt species to form highly dispersed Pt species. According to the activity evaluation， Pt/0.05Mn-S-1 catalyst showed the best dehydrogenation performance with the propane initial conversion of 51.9%. And the propane conversion was 36.7% after 6 h reaction. The reason may be the strong interaction formed between the Mn-S-1 support and active metal Pt with the appropriate amount of Mn doping， which results in the enhanced propane dehydrogenation activity and stability over Pt/0.05Mn-S-1 catalyst.

Key words: Propane dehydrogenation, Propene, Mn-silicalite-1 support, Impregnation synthesis

CLC Number:

O643.3

TrendMD:

LIU Yixuan, HU Huimin, FAN Xiaoqiang, YU Xuehua, KONG Lian, XIAO Xia, XIE Zean, ZHAO Zhen. Preparation of Pt/Mn-silicalite-1 Catalysts and Their Catalytic Performance for Propane Dehydrogenation[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(3): 20240460.

Figures/Tables 16

References 46

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Sample	Theoretical content（%， mass ratio）	Real content（%， mass ratio）
0.01Mn⁃S⁃1	0.076	0.014
0.05Mn⁃S⁃1	0.380	0.051
0.5Mn⁃S⁃1	3.640	0.074
1Mn⁃S⁃1	7.030	0.500

Sample	Theoretical content（%， mass ratio）	Real content（%， mass ratio）
0.01Mn⁃S⁃1	0.076	0.014
0.05Mn⁃S⁃1	0.380	0.051
0.5Mn⁃S⁃1	3.640	0.074
1Mn⁃S⁃1	7.030	0.500

Sample	Propane conversion（%）		Propene selectivity（%）		I_D/I_G
Sample	Initial	After 6 h	Initial	After 6 h	I_D/I_G
Pt/S⁃1	1.5	1.5	82.4	63.4	/
Pt/0.01Mn⁃S⁃1	37.6	18.7	89.4	94.0	0.76
Pt/0.05Mn⁃S⁃1	51.9	36.7	77.8	95.0	1.02
Pt/0.5Mn⁃S⁃1	45.5	28.5	84.5	96.3	0.61
Pt/1Mn⁃S⁃1	44.6	29.3	83.3	95.0	0.97

Sample	Propane conversion（%）		Propene selectivity（%）		I_D/I_G
Sample	Initial	After 6 h	Initial	After 6 h	I_D/I_G
Pt/S⁃1	1.5	1.5	82.4	63.4	/
Pt/0.01Mn⁃S⁃1	37.6	18.7	89.4	94.0	0.76
Pt/0.05Mn⁃S⁃1	51.9	36.7	77.8	95.0	1.02
Pt/0.5Mn⁃S⁃1	45.5	28.5	84.5	96.3	0.61
Pt/1Mn⁃S⁃1	44.6	29.3	83.3	95.0	0.97

Reduced temperature/℃	Sample	Propane conversion（%）		Propene selectivity（%）
Reduced temperature/℃	Sample	Initial	Final	Initial	Final
600	Fresh	51.3	35.6	76.6	94.4
600	First cycle	48.6	32.2	76.3	94.3
600	Second cycle	44.1	28.5	76.1	94.1