甘油催化氢解制备丙二醇的研究现状

随着生物柴油产业的快速发展,作为生物柴油副产物的甘油逐渐过剩,合理有效地利用甘油能促进生物柴油产业的良性发展。丙二醇(1,2-丙二醇和1,3-丙二醇)是重要的化工中间体,具有较高的经济价值,利用可再生的甘油催化氢解制备丙二醇替代传统的石化路线符合绿色化学的要求,因而具有广阔的应用前景。简述了利用甘油催化氢解制备丙二醇的研究背景,详细分析了甘油催化氢解的机理(包括脱水-加氢机理、脱氢-加氢机理、直接氢解机理和螯合机理),从催化剂的角度综述了甘油催化氢解制备丙二醇的研究现状和取得的研究成果,并提出了未来甘油氢解的研究方向。     

负载型CuO/γ-Al2O3催化剂结构与催化甘油氢解性能

采用浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3催化剂,通过BET、XRD、XPS和TPR方法表征催化剂上CuO的分布与化学形态,结合固定床催化甘油氢解制备1,2-丙二醇试验.结果表明,催化剂表面高度分散缺电子状态的Cu物种是甘油氢解制备1,2-丙二醇的活性中心.采用浸渍法制备的铜基催化剂具有较好的甘油氢解制备1,2-丙二醇性能...     

ZrO2—Al2O3系浆料性能的研究

本文研究了加入高分子电解质——聚丙烯酸(PAA),对于pH值在中性范围内ZrO_2-H_2O、Al_2O_3-H_2O系统的流变和动电特性的影响。根据胶体化学基础知识,利用计算机对实验数据进行分析、处理并设计实验。讨论了PAA在氧化物表面的吸附机理及其饱和吸附量,找到了一种确定ZrO_2-Al_2O_3双组分浆料稳定悬浮条件的新方法。     

Pt-WOx系催化剂上甘油氢解制1,3-丙二醇的研究进展

生物柴油的发展对实现碳减排、推进能源替补具有重要科学意义,将生物柴油副产粗甘油进行绿色处理及高值转化,有利于促进生物柴油产业链的延伸发展。甘油氢解制备1,3-丙二醇已成为目前粗甘油高值化利用的研究热点,设计开发高活性、高选择性的催化剂是该过程的关键。本文首先阐述了Pt-WO_x系催化剂上甘油氢解制备1,3-丙二醇的脱水加氢机理、直接氢解机理以及氧化还原机理,明确了Pt-WO_x系催化剂中Pt分散度、WO_x状态和Pt-WO_x界面接触等是影响催化性能的主要因素,并对其进行综述;进一步分析Pt分散度、WO_x状态和PtWO_x界面接触的影响机制。Pt分散度会影响H₂的活化及反应中间体的氢化;WO_x状态与催化剂Br?nsted酸性位点密不可分,还可促进活性金属的分散;Pt-WO_x界面则影响催化剂氢溢流以及原位Br?nsted酸的生成。最后,提出今后应从这三方面构筑新型Pt-WO_x系催化...     

甘油催化氢解制备二元醇的研究进展

对近年来利用甘油为原料催化氢解合成二元醇的进展进行了综述,介绍了甘油催化氢解的机理和甘油催化氢解制备二元醇的生产工艺,着重介绍了甘油催化氢解制备二元醇催化剂的研究进展,最后为甘油催化氢解的研究方向提供了一些建议。     

Ni-Fe/Al2O3催化剂3一羟基丙醛加氢性能研究

通过将Fe引入Ni/Al2O3制备了Ni-Fe/Al2O3催化剂.运用X射线衍射、程序升温还原技术对改性前后的催化剂进行表征,考察了催化剂在3-羟基丙醛(HPA)加氢反应中的催化性能.结果表明,加入Fe物种后,NiO的可还原性能显著提高,经还原后金属Ni分散度明显增加,催化剂表现出高的加氢活性.在反应温度60℃,反应压力5 MPa,催化剂用量100 mL,原料进料量2 mL/min条件下,1,3-丙二醇转化率达到98％.     

Al2O3—ZrO2—SiO2系相图结构特征的研究

按照Al_2O_3/SiO_2比值,在Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系的无变量点附近选择了6个组成,对其进行了熔体自然冷却、缓冷和淬冷析晶试验,并对析晶后的试样进行了XRD、SEM和EDAX分析,结果表明:(1)相平衡关系与Cevales给出的Al_2O_3-ZrO_2-3Al_2O_3·2SiO_2系相图的结构特征吻合得很好,其无变量点为低共熔点;(2)莫来石晶相的Al_2O_3/SiO_2比值波动于A_3S_2-A_(?-7)S之间,与Aramaki和Roy测定的Al_2O_3-SiO_2系莫来石稳态固溶体的Al_2O_3上限含量为74.3％是一致的;(3)析晶的单一莫来石晶相的EDAX能谱中不存在Zr谱线,ZrO_2在莫来石中的固溶问题,应进一步研究。     

ZrO2-Al2O3系复合粉体的制备研究

用ZrOCl.28H2O和AlCI3.6H2O为原料,氨水NH.3H2O做沉淀剂,采用共沉淀法分别制备了不同摩尔比的ZrO2-Al2O3复合粉体。通过控制ZrO2、Al2O3的相对含量,加入适当的分散剂,调节pH值,调节沉淀剂的加入量和加入顺序等,制备出Al（OH）3与Zr（OH）4胶体沉淀,然后通过煅烧获得ZrO2、Al2O3微米甚至纳米级细粉,采用压制成型工艺,高温烧成,制备出板状刚玉斜锆石共晶体细结晶陶瓷。     

WO3对Pt/α-Al2O3催化萘深度加氢的促进作用

采用无酸性的α-Al₂O₃为载体,预先沉积WO₃然后浸渍法负载Pt物种,合成了系列Pt-WO₃/α-Al₂O₃催化剂用于萘深度加氢反应,系统地研究了氧化钨物种在萘加氢反应中的作用。通过XRD、Raman、HRTEM、XPS和H₂-TPR技术表征了Pt和WO₃物种在载体表面的分散情况和状态,并利用Py-IR研究了载体负载氧化钨和Pt前后的酸性质变化。在温和的反应条件下（70℃、3 MPa、1 h）Pt-WO₃/α-Al₂O₃催化剂表现出优异的萘深度加氢活性,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%。结果表明,预先在载体表面引入的WO₃和Pt产生了强相互作用,WO₃提高了Pt物种的分散程度,催化剂的酸性来源于氧化钨物种的引入且和负载量成正比关系。催化剂较强的酸性和较高的Pt分散程度是Pt-WO₃/α-Al₂O₃在低温条件下能够使萘深度加氢的关键因素,对于十氢萘作为储氢介质工艺具有重要的意义。     

甘油氢解制备1,2-丙二醇和1,3-丙二醇催化剂研究进展

随着生物质甘油下游综合利用研究的兴起,甘油氢解反应已成为研究热点。甘油氢解反应工艺的关键技术是氢解催化剂,对近年来甘油氢解制备1,2-丙二醇和1,3-丙二醇的催化剂研究进展进行综述。通过分析甘油氢解制备1,2-丙二醇和1,3-丙二醇催化剂的组成和工业应用情况,对未来可能实现工业化的催化剂体系前景进行展望。     

甘油催化氢解制1,3-丙二醇的纳米铜基催化剂

采用共沉淀法制备用于甘油催化氢解制1,3-丙二醇的纳米CuO-TiO₂/SiO₂催化剂,用X射线粉末衍射及扫描电子显微镜对催化剂的结构及形貌进行表征。在微型固定床反应器上考察了纳米催化剂对甘油氢解制备1,3-丙二醇的催化性能,结果表明,在反应温度190 ℃、H₂压力4.5 MPa、n(H₂)∶n(甘油)=50∶1和液空速0.30 h^-1的较佳条件下,甘油转化率为35.66%,1,3-丙二醇选择性达78.18%。     

纳米CuO/SiO_2催化甘油氢解制备1,2-丙二醇反应研究

采用共沉淀法制备了纳米CuO/SiO2催化剂,在固定床反应器上考察了纳米催化剂对甘油催化加氢制1,2-丙二醇（1,2-PDO）的催化活性。结果表明,在反应温度200℃,反应压力1.0 MPa,n（H2）∶n（甘油）=30∶1,液空速0.30 h-1的条件下,甘油转化率100%,1,2-PDO选择性98.71%。     

甘油氢解用固体超强碱负载的铜催化剂

用浸渍-燃烧法制备了固体超强碱MgO-CaO和MgO-SrO负载的高分散铜基催化剂,并将其用于甘油氢解制备1,2-丙二醇的反应。N₂吸附、X射线衍射、透射电子显微镜、H₂程序升温还原和N₂O氧化吸附及CO₂程序升温脱附等表征实验结果显示:Cu粒子均分散于Cu/MgO-CaO(或者Cu/MgO-SrO)催化剂的表面;与Cu/MgO相比,Cu/MgO-CaO和Cu/MgO-SrO具有更强的碱性,可以加速甘油的转化。上述结果表明,甘油氢解反应中铜催化剂的活性随碱性的增强而增加。     

ZnO对CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解性能的影响

以氧化铝为载体,采用浸渍法制备了负载型CuO-ZnO/Al2O3催化剂,通过XRD、XPS、TPR手段表征催化剂上CuO和ZnO的分布和化学形态。结果表明,CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解反应中,CuO是活性组分,ZnO的引入可以降低CuO与载体氧化铝的相互作用强度,有利于CuO的还原,提高催化剂甘油氢解活性;催化剂表面呈缺电子状态的Cu物种是甘油氢解的活性中心。当活性组分CuO质量分数为12%,n(Cu)∶n(Zn)=1∶1.5时,CuO-ZnO/Al2O3催化剂催化甘油氢解活性最高,甘油转化率可达97.82%,对1,2-丙二醇选择性达94%。     

高活性Cu/SiO2催化剂上甘油氢解制1,2-丙二醇

采用蒸氨法制备了不同Cu负载量的Cu/SiO₂催化剂,并在连续固定床上催化甘油氢解。通过氮气物理吸附、X射线衍射、透射电镜、氧化亚氮-氢气滴定等手段对催化剂进行了表征。结果表明制备过程中形成的层状硅酸铜使催化剂具有大比表面积、较高的铜分散度以及较强的金属载体相互作用,因而在甘油氢解反应中表现出较好的时空收率和稳定性。此外,研究发现水对催化剂稳定性具有负面作用,而低转化率的情况下催化剂表面冗余的甘油可能是导致催化活性降低的一个重要因素。     

甘油催化氢解制备丙二醇催化剂研究进展

简要概括了近些年生物柴油副产物甘油催化氢解制备丙二醇催化剂研究新进展,对甘油氢解分别采用贵金属催化体系和过渡金属催化体系的催化活性和选择性以及可能的机理进行了解释说明。采用贵金属Pt/WO3负载型催化剂、ReO x改性的Rh/SiO2、Ir/SiO2催化剂、贵金属催化体系中加入有机溶剂以及采用Cu-STA(硅钨酸)/SiO2的气相催化工艺等方式都能得到相对较多的1,3-丙二醇(收率最高为38%)。高分散的纳米铜基催化剂对甘油氢解有着较高的活性、选择性和稳定性,具有工业应用前景。纳米钴催化剂具有特定的形态和良好的催化效果颇受关注。     

常压、无氢气添加条件下催化甘油转化制1,2-丙二醇

在常压、无氢气添加的固定床反应器上考察了Na2CO3负载型催化剂对甘油歧化制1,2-丙二醇的催化性能,并研究了负载量、反应温度和流速等对甘油水溶液歧化制1,2-丙二醇反应性能的影响。结果表明,5.0%Na2CO3/AC催化剂具有较高的活性,在反应温度300℃,甘油水溶液流速为2 mL/h的反应条件下,得到甘油的转化率为94.4%,1,2-丙二醇的产率为21.4%。用表面测试仪和傅里叶红外光谱对催化剂进行了表征。     

Pt/HPW/ZrO_2催化甘油脱氧制取1,3-丙二醇

以磷钨杂多酸为钨前驱体用浸渍法制备系列具有不同Pt含量和不同HPW/ZrO2焙烧温度的Pt/HPW/ZrO2催化剂。通过BET比表面积、红外光谱和X线衍射方法表征催化剂的结构,在连续流动固定床反应器中考察其对甘油水溶液催化脱氧制取1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应催化性能的影响。结果表明:ZrO2负载磷钨杂多酸经500℃以上温度处理,磷钨杂多酸分解为相应的氧化物,单斜相WO3和磷氧化物分散在ZrO2表面。Pt/HPW/ZrO2催化剂对甘油脱氧反应具有较高的催化活性。铂负载量、HPW/ZrO2焙烧温度、反应温度、压力及甘油浓度等因素的变化,对甘油转化率和1,3-PDO收率的影响较大。在4 MPa、130℃、液体体积空速(LHSV)为0.25 h-1的反应条件下,2.0%Pt/HPWZ10(700)催化剂上60%甘油水溶液催化脱氧反应可得到53.4%甘油转化率和44.5%的1,3-PDO选择性,产物中1,3-PDO与1,2-丙二醇(1,2-PDO)摩尔比值达到14.3。100 h稳定性实验表明催化剂性能稳定。