高效金屬催化劑的制備及其在甘油氫解反應中的應用.pdf

1、近年來，由于生物柴油的興起，導致了其副產(chǎn)物甘油的大量過剩，這使得人們迫切需要開發(fā)其下游的高附加值化學品，其中對甘油進行氫解是最主要的利用途徑。通過甘油氫解獲得的一系列低碳醇類化合物，如丙二醇（1,2-丙二醇，1,3-丙二醇）、乙二醇、正丙醇等，在醫(yī)藥、工業(yè)溶劑、合成聚酯纖維等行業(yè)有重要的用途。因此，甘油氫解合成低碳醇是一條具有很大市場價值的轉化路線。尤其是甘油氫解到乙二醇和正丙醇的轉化，具有較高的經(jīng)濟效益，值得探索。
　　本研究首

2、先探究了釕催化劑催化甘油到乙二醇的轉化。用沉積沉淀的方法制備了一系列不同鑭含量修飾的2Ru/x%La-ZrO2催化劑（x%代表鑭占催化劑的質量分數(shù)），并在同一反應條件下將其應用到甘油氫解反應中。發(fā)現(xiàn)用少量的鑭修飾催化劑能明顯提高催化劑的催化活性和斷鍵能力，其中當鑭含量為1.0%時，催化劑2Ru/1.0%La-ZrO2具有最高的甘油轉化率。另外，這部分還分別考察了載體焙燒溫度、反應壓力、反應溫度、底物濃度和反應時間對甘油氫解反應的影響，發(fā)

3、現(xiàn)降低反應溫度，減少反應時間，提高底物濃度都有助于乙二醇的生成，在此基礎上經(jīng)過對反應條件的優(yōu)化（減少反應時間，增大底物濃度），乙二醇的選擇性最高可達55%。經(jīng)過表征，少量的鑭修飾的催化劑活性的明顯提高歸結于催化劑表面酸堿性的提高和Ruδ-顆粒的形成。最后，用和鑭化學性質相似的其他元素如K、Ce等對2Ru/ZrO2催化劑進行修飾，發(fā)現(xiàn)這些元素具有對催化劑相似的促進作用，并且元素的電負性越小，促進作用越明顯，這證明了催化劑的催化活性的改善確

4、實與Ruδ-顆粒的形成有關。其次，將鉑負載在Zr-Al混合氧化物上探究了不同載體對甘油氫解合成正丙醇的影響。用共沉淀的方法合成了不同摩爾比的Zr-Al混合氧化物，然后，分別對這幾種載體用浸漬的方法合成了 Pt基催化劑，并將其應用到甘油氫解反應中。結果發(fā)現(xiàn)：甘油的轉化率隨鋁含量的增加而增加；鋯鋁比大于5:5時，丙醇（正丙醇+異丙醇）的選擇性很高，普遍大于87%；鋯鋁比為7:3時，催化劑2.5%Pt/Zr7Al3對正丙醇的選擇性最高，達到8