反应机理和动力学分析

（一）反应机理

1.烯丙基的形成

在反应过程中，丙烯分子中的α-C上的C—H键首先进行反应，形成烯丙基。在Mo-Bi-0系催化剂上烯丙基的形成过程，存在不同看法，较成熟的一种看法认为，丙烯首先吸附在Mo6+附近的氧空位上，然后α-C上的C—H键发生解离分裂出H+，释放出一个电子形成烯丙基。

烯丙基继续脱氢，与晶格氧结合而生成氧化产物丙烯醛。

2.丙烯腈的生成

系统中的NH3吸附在Bi3+上脱去两个H+，并释放出两个电子而形成NH残余基团。烯丙基与NH结合并脱去两个质子和释放出两个电子而形成丙烯腈。(www.xing528.com)

释放的电子可能先授予Bi3+，而后转移给Mo6+，使其还原为Mo5+（或Mo4+）。放出的H+与晶格氧结合成OH-后生成H2O。吸附在催化剂表面的氧获得电子后，转化为晶格氧，并使低价钼离子氧化为Mo6+，形成氧化还原循环。

（二）动力学分析

根据上述反应机理，丙烯氨氧化的动力学图式可简单表示如下：

其中，k1、k2、k3分别为3个反应的速度常数。曾在PBi9Mo12O52（50%）-SiO2（50%）的催化剂上对丙烯氨氧化合成丙烯腈的动力学进行了研究，从实验数据推算得到在430℃时，k1∶k2=1∶40，这说明丙烯腈主要是由丙烯直接氨氧化得到的，丙烯醛是平行副反应产物。

对丙烯氨氧化反应的动力学研究结果是：当氧和氨的浓度不低于一定浓度时，对丙烯是一级反应，对氨和氧都是零级，反应控制步骤为丙烯脱氢形成烯丙基的过程。