二元醇一鍋法合成酯的催化劑研究.pdf

1、二元醇一鍋法合成高附加值的酯類化學(xué)品，是非常有價(jià)值的研究方向，但存在催化劑效率不高的問題。通過文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)納米Au催化劑對(duì)二元醇合成酯的催化效果較好。在課題組基礎(chǔ)上，探究了Au/CeO2-cube制備條件對(duì)1,3-丙二醇氧化酯化反應(yīng)的影響；發(fā)現(xiàn)了鎂鋁類水滑石載體負(fù)載納米Au對(duì)二元醇一鍋法合成酯具有較好的催化效果。本課題主要研究的內(nèi)容如下：
　?。?）采用沉積-沉淀法制備了 Au/CeO2-cube催化劑，用于1,3-丙二醇的氧化酯

2、化反應(yīng)。研究了沉淀劑尿素的用量、CeO2-cube焙燒溫度、催化劑焙燒溫度、Au負(fù)載量和沉積溫度對(duì)反應(yīng)性能的影響，并對(duì)催化劑進(jìn)行了ICP、HRTEM、TEM、XRD、NH3-TPD、CO2-TPD、H2-TPR和XPS表征。結(jié)果表明：尿素和CeO2-cube的質(zhì)量比為6、沉積溫度為80℃、CeO2-cube焙燒溫度400℃、Au/CeO2-cube焙燒溫度200℃制備1.5％Au/CeO2-cube催化劑，具有最優(yōu)的催化效果；在100℃

3、、p(O2)=2 MPa和1,3-丙二醇和Au的摩爾比為75.5的條件下反應(yīng)4 h，1,3-丙二醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到97.5%，3-羥基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的選擇性分別90.1%和6.1%；通過將用過的催化劑在200℃焙燒2 h燒掉表面的中毒物質(zhì)的方法能將催化劑循環(huán)使用4次，催化性能略有降低，性能下降主要是由催化反應(yīng)過程中Au顆粒粒徑的長(zhǎng)大造成的；催化劑上2.0-4.0 nm左右的具有少量Auδ+的負(fù)載納米Au單質(zhì)顆粒和合適的較弱的中強(qiáng)酸堿

4、中心有助于醇的氧化酯化反應(yīng)。并推測(cè)了 Au/CeO2-cube催化劑選擇性氧化1,3-丙二醇合成3-羥基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的反應(yīng)機(jī)理。
　?。?）采用溶膠-沉淀法制備了Au/HT（鎂鋁水滑石）催化劑，用于1,3-丙二醇氧化酯化反應(yīng)。研究了HT焙燒溫度和Au/HT焙燒溫度對(duì)催化性能的影響，并進(jìn)行了XRD、TEM、ICP、XPS表征。結(jié)果表明：水滑石焙燒溫度150℃、催化劑焙燒溫度150℃時(shí)制備的1%Au/HT，具有最優(yōu)的1,3-

5、丙二醇氧化酯化反應(yīng)的催化活性；在100℃、p(O2)=2 MPa和1,3-丙二醇和Au的摩爾比為113.2的條件下反應(yīng)4 h，轉(zhuǎn)化率達(dá)96.2%，3-羥基丙酸甲酯和丙二酸二甲酯的選擇性分別94.9%和4.1%；可以循環(huán)使用6次仍有較高的催化性能。
　?。?）以鎂鋁鋅氫氧化物和氧化物或鋅鎂鋁類水滑石為載體，采用溶膠-沉積法制備了納米Au催化劑。通過表征ICP、TEM表征發(fā)現(xiàn)：Au含量在1%左右，平均粒徑約3 nm，用于1,5-戊二醇