甘油氢解制备1,3-丙二醇催化剂研究进展

甘油具有很高的含氧量(O/C=1),对于多元醇和碳水化合物来说,二级C-O键的选择性裂解是将生物质转化为增值化学品的重要策略,所以氢解还原是甘油化学转化中最重要的反应之一。在由甘油氢解所得产品中,1,3-丙二醇的工业价值较高,但有关甘油氢解制备1,3-丙二醇的研究成果还是较少,并且对反应机理没有统一的结论。本文从催化甘油氢解制备1,3-丙二醇的不同体系的催化剂入手,对不同催化体系催化甘油催化氢解制备1,3-丙二醇催化剂的研究现状、反应机理进行总结及分析,发现存在甘油转化率低,副产物多,1,3-丙二醇产率低等问题,而且催化剂的使用寿命短等问题仍然是工业化道路上的一大难题,但因1,3-丙二醇较高的工业价值,未来甘油氢解反应催化材料的研究方向还是会主要集中在催化制备1,3-丙二醇上。     

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%。     

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。     

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...     

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%。     

Cu/SiO_2两步法催化甘油氢解制备1,2-丙二醇

采用两步法从甘油制备1,2-丙二醇,首先甘油在催化剂上进行脱水反应生成丙酮醇,然后丙酮醇在催化剂上进行加氢反应生成1,2-丙二醇。两个反应应用的催化剂都是采用浸渍法制备的Cu/SiO₂催化剂。催化剂制备简单,成本较低且绿色无污染。结果表明：加氢反应在反应温度为180 ℃,催化剂相对原料用量为10%,反应时间为30 h,反应压力为4 MPa,10%Cu负载量的催化剂上具有最高的转化率（>96%）和选择性（>96%）。该催化剂为双功能催化剂既具有酸中心又具有金属活性位点。研究结果表明催化剂上单质铜粒径的大小是影响催化剂活性的主要因素;催化剂表面铜物种与载体间较弱的相互作用使活性物种易于发生聚集,从而导致催化剂失活。制备的催化剂采用BET、XRD等进行了表征。     

纳米CuO/SiO2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%。     

甘油催化氢解制1,2-丙二醇的研究进展

综述了甘油催化氢解制1,2-丙二醇的研究进展。除了Ru、Cu等催化剂,Ag和Co催化剂也对甘油氢解反应有催化活性。载体、制备方法以及使用环境等都对催化剂性能有一定影响。其中,Cu催化剂价格相对低廉,对1,2-丙二醇选择性较高,可回收利用,满足工业化需求。最后对原位氢解机理和直接氢解机理进行解释说明。     

纳米CuO-H3O40PW12/SiO2催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇

采用共沉淀法制备纳米铜基催化剂CuO-H3O40PW12/SiO2,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行了表征。在微型固定床反应器上考察了反应压力、反应温度、氢醇比、液空速对催化剂活性的影响。结果表明:在反应温度200℃,氢气压力3.5 MPa,n(H2):n(甘油)=50:1,液空速0.30 h-1的较佳条件下,甘油转化率为30.15%,1,3-PDO选择性达80.12%。     

甘油化学法制备1,3-丙二醇的研究进展

生物柴油产业的发展造成计量比副产物甘油大量过剩,这使得人们努力寻求扩大其下游应用。本文综述了近年来甘油化学法制备1,3-丙二醇的研究进展,介绍了目前存在的工艺方法,包括气相或液相直接氢解工艺、脱水-水合-加氢三段工艺和缩醛-甲苯磺酸化-水解-加氢脱除磺酸基四段工艺,对各工艺方法的优缺点进行了讨论,并详细地总结了脱水-水合-加氢三段工艺中关键的甘油脱水制备丙烯醛工艺的进展,最后展望了甘油化学法制备1,3-丙二醇的前景。     

雷尼镍催化氢化法制备吲哚-2-甲酸

以邻硝基甲苯和草酸二乙酯为起始原料,合成邻硝基苯丙酮酸乙酯的乙醇碱性溶液,再用雷尼镍催化剂,在60~70℃、1.5 MPa压力下,用催化氢化法合成了吲哚-2-甲酸,总收率为70%(以邻硝基甲苯计算),用熔点、NMR、GC-MS谱图表征了该化合物。雷尼镍催化氢化方法合成吲哚-2-甲酸成本较低、后处理简单、无环境污染。     

磁性载体在Raney Ni催化加氢中的应用

通过引入利用磁性载体在反应过程中固定雷尼镍催化剂的方法,克服催化剂流失的问题;减少了搅拌剪切力对雷尼镍催化剂的影响,以延长催化剂的使用寿命,在邻硝基乙苯加氢体系中催化剂的使用寿命可以达到未加磁性载体的300％;同时,使催化剂在反应结束后易于与反应体系分离,对催化剂的回收可以达到加入量的98％～99％,方便催化剂的后处理。     

木糖Raney-Ni催化加氢本征反应动力学

用细粉末Ｒａｎｅｙ－Ｎｉ催化剂研究了木糖水溶液加氢的本征反应动力学。在考察的温度（３７３～３９３Ｋ）、压力（１～６ＭＰａ）和木糖浓度（０．０２～１．３ｍｏｌ／ｄｍ３）范围内,速率与木糖浓度成１级。氢压低于４～５ＭＰａ时,符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｗｏｏｄ形式的方程,用非线性优化法关联其参数,得到本征速率方程。反应机理推测为吸附氢原子与吸附木糖分子反应,表面反应生成的中间物被木糖解吸而成产物是控制步骤。３７３Ｋ以上在高压区出现的速率剧增现象可能与低能吸附位的激活有关     

骨架镍催化剂制备及其催化烯基芳烃加氢性能的研究

考察了成型时拟薄水铝石和合金粉的比例、胶溶剂硝酸质量分数,水粉比及焙烧温度对骨架镍催化剂侧压强度的影响,采用XRD和TG-DTA等手段对催化剂进行表征。结果表明,催化剂侧压强度随着拟薄水铝石和合金粉的比例、胶溶剂硝酸质量分数、水粉比以及焙烧温度的提高呈现先增加后减小的规律,在拟薄水铝石与合金粉质量比1.5、胶溶剂硝酸质量分数6%和水粉比0.21 mL.g-1条件下成型,860℃空气中焙烧,得到侧压强度最好的催化剂,以苯乙烯、甲基苯乙烯加氢为探针反应,对催化剂的加氢性能进行评价,结果表明,在反应压力2 MPa、温度80℃、原料空速2 h-1和V(H2)∶V(油)=300∶1条件下,苯乙烯与甲基苯乙烯在考察的500 h运转周期内,转化率接近100%,且催化剂活性保持稳定。     

改性骨架镍催化加氢合成3-氨基-9-乙基咔唑研究

以改性骨架镍为催化剂，对3-硝基-9-乙基咔唑进行低压液相催化加氢合成3-氨基-9-乙基咔唑。研究了催化剂／溶剂体系、温度和氢气压力等因素对加氢反应的影响，并进行了催化剂的循环套用试验和放大试验。     

Mo改性Raney Ni催化加氢制备环己基多氟苯

以合金粉为原料,采用碱处理法,制备了Ni48.5Al48.5Mo3、Ni50Al50骤冷合金催化剂(RQ Ni-Mo、RQ Ni)和普通合金催化剂(Raney Ni-Mo、Raney Ni),通过ICP-AES、N2吸附脱附、XRD、H2-TPD和SEM对催化剂的物理化学性质进行了表征,将其应用于反-4-(2,3-二氟-4-甲基苯基)-4'-正丙基-1,1'-双环己基-3-烯(TF)催化加氢制备(反,反)-4-(2,3-二氟-4-甲基苯基)-4'-正丙基-1,1'-双环己烷(trans-TFT)的反应中并考察了其催化活性。结果表明:以Mo改性骤冷合金制备的RQ Ni-Mo催化剂具有较好的表观物性,比表面积为81.17 m2/g,孔容为0.12cm3/g,孔径为5.43nm、Ni晶粒尺寸为9.32 nm。在V(甲苯)=5 m L、m(RQ Ni-Mo)=0.05 g、m(TF)=0.20 g、反应温度40℃、反应压力1.5 MPa和反应时间2 h时,TF的转化率为100%,trans-TFT的选择性为69.72%。     

山梨醇用Raney 镍催化剂活化条件的研究

对葡萄糖加氢制山梨醇用Raney镍催化剂的活化条件进行了研究,用丙酮法测定催化剂的加氢活性,考察了活化时NaOH的用量、活化温度及活化时间对Raney 镍催化剂加氢活性的影响.实验结果表明,制备Raney镍催化剂较好的活化条件为:NaOH/Al(物质的量比)为4.5,活化温度50 ℃,活化时间为1.5 h.     

Raney镍上松香催化加氢反应动力学研究

以松香为原料、Raney镍为催化剂和200#油为溶剂进行松香催化加氢反应研究。在消除松香加氢过程内外扩散影响的条件下,利用毛细管气相色谱法在线跟踪分析压力为5.0 MPa、温度为423~453 K下反应物浓度随时间的变化关系,对反应过程进行拟均相动力学研究,结果表明,松香催化加氢的反应速率与枞酸浓度呈0.5级反应,其动力学方程为r=5.68×105e-7.T5997c0A.5,表观活化能为63.18 kJ/mol。     

低压液相催化加氢合成3-氯-4-甲苯胺研究

本文介绍了以3-氯-4-甲基硝基苯为原料,经低压液相催化加氢合成3-氯-4-甲苯胺的方法。在GC和MS对加氢产物进行了结构表征的基础上,研究催化剂、助剂、温度和溶剂等因素对加氢反应的影响。     

改性骨架镍催化加氢合成2,4-二氯-5-异丙氧基苯胺

以改性骨架镍为催化剂，催化加氢2，4-二氯-5-异丙氧基硝基苯合成2，4-二氯-5-异丙氧基苯胺，加氢反应在温度80℃和1．0～1．5MPa压力下进行．转化率99.9％。加氢选择性99．8％。