高效金屬催化劑的制備及其在甘油氫解反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，由于生物柴油的興起，導(dǎo)致了其副產(chǎn)物甘油的大量過(guò)剩，這使得人們迫切需要開發(fā)其下游的高附加值化學(xué)品，其中對(duì)甘油進(jìn)行氫解是最主要的利用途徑。通過(guò)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(chǎng)價(jià)值的轉(zhuǎn)化路線。尤其是甘油氫解到乙二醇和正丙醇的轉(zhuǎn)化，具有較高的經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)），并在同一反應(yīng)條件下將其應(yīng)用到甘油氫解反應(yīng)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(dāng)鑭含量為1.0%時(shí)，催化劑2Ru/1.0%La-ZrO2具有最高的甘油轉(zhuǎn)化率。另外，這部分還分別考察了載體焙燒溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、底物濃度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)甘油氫解反應(yīng)的影響，發(fā)

3、現(xiàn)降低反應(yīng)溫度，減少反應(yīng)時(shí)間，提高底物濃度都有助于乙二醇的生成，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的優(yōu)化（減少反應(yīng)時(shí)間，增大底物濃度），乙二醇的選擇性最高可達(dá)55%。經(jīng)過(guò)表征，少量的鑭修飾的催化劑活性的明顯提高歸結(jié)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(xué)性質(zhì)相似的其他元素如K、Ce等對(duì)2Ru/ZrO2催化劑進(jìn)行修飾，發(fā)現(xiàn)這些元素具有對(duì)催化劑相似的促進(jìn)作用，并且元素的電負(fù)性越小，促進(jìn)作用越明顯，這證明了催化劑的催化活性的改善確

4、實(shí)與Ruδ-顆粒的形成有關(guān)。其次，將鉑負(fù)載在Zr-Al混合氧化物上探究了不同載體對(duì)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(duì)這幾種載體用浸漬的方法合成了 Pt基催化劑，并將其應(yīng)用到甘油氫解反應(yīng)中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：甘油的轉(zhuǎn)化率隨鋁含量的增加而增加；鋯鋁比大于5:5時(shí)，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(shí)，催化劑2.5%Pt/Zr7Al3對(duì)正丙醇的選擇性最高，達(dá)到8