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。     

Cu基催化剂催化甘油氢解制备丙二醇

在间歇釜式反应器中考察Cu基催化剂在不同酸性条件下的甘油催化氢解反应性能,采用γ-Al₂O₃、SiO₂和SiC酸碱性不同的载体研究催化剂催化活性和选择性的影响,结果表明,3种载体的Cu基催化剂均对1,2-丙二醇的生成有较高的催化活性和选择性,但只有弱酸性SiO₂为载体时生成1,3-丙二醇。研究在底物中添加H₂SO₄（B酸）对甘油氢解反应性能的影响,发现质子酸的存在有利于1,3-丙二醇的生成,但易导致副反应发生,使1,2-丙二醇选择性大幅降低。研究用磷钨酸改性的Cu/SiO₂催化剂对甘油氢解反应的催化活性的影响,发现磷钨酸的加入有利于甘油氢解为1,3-丙二醇,且酸性越强,越容易发生副反应。随着Cu/HWP/SiO₂催化剂焙烧温度的升高,酸性减弱,丙二醇选择性提高,推测出质子酸作用下Cu基催化剂的甘油氢解反应机理。     

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。     

甘油氢解制备丙二醇催化剂研究进展

综述了国内外甘油氢解制备丙二醇催化剂的最新研究进展。指出催化剂是甘油氢解制备丙二醇工艺的关键因素,而目前研究中使用较多的有Cu、Ru、Rh、Pt、Ni、Co基催化剂,这些催化剂的类型、组成、载体、制备方法和工艺条件等直接影响催化剂的活性、选择性、稳定性、产物分离难易度和环境污染等。总结指出,甘油氢解制备1,3-丙二醇工艺需要加强高活性和选择性催化剂的基础性研究,而甘油氢解制备1,2-丙二醇工艺在现有比较成熟的催化剂基础上应进一步改进催化体系和催化剂的制备技术,为尽早实现工业化打下基础。     

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。     

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%。     

钨基催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇研究进展

综述了钨基催化剂催化甘油氢解制1,3-丙二醇研究进展。在催化甘油氢解过程中,引入钨酸、含钨杂多酸和氧化钨3种钨基物质可以有效促进甘油向1,3-丙二醇方向反应,有助于形成稳定的中间碳正离子。以固体酸WO_3为活性组分的非均相催化剂,简化了催化反应的后续分离过程,将会成为甘油氢解主流发展方向。     

缚酸剂对Raney Ni催化氢解TPD制1,3-丙二醇的影响

甘油的间接氢解是新近发展的制备1,3-丙二醇的方法.研究发现甘油的间接氢解中间体TPD(2-对甲苯磺酰氧基-1,3-丙二醇)加氢过程产生的对甲苯磺酸腐蚀催化剂,导致催化剂无法重复利用.为了避免催化剂被腐蚀,选用几种缚酸剂,研究了缚酸剂对TPD加氢反应的影响,通过单因素实验考察了温度、压力和催化剂(Raney Ni)用量对反应的影响,并对反应机理作了讨论.结果表明:三乙胺作为缚酸剂时较优的反应条件为:温度100℃,压力4 MPa,催化剂用量2.0 g(TPD质量的57%),在此反应条件下,TPD转化率为89.1%,1,3-丙二醇的选择性为33.7%.催化剂重复实验结果表明加入缚酸剂能在一定程度上保护催化剂.     

生物质多元醇选择性催化氢解制小分子二元醇研究进展

乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇在精细和有机化工、生物医药等领域应用广泛。与石化路径相比,以可再生的生物质多元醇（丙三醇、山梨醇/木糖醇）为原料选择性催化氢解制取上述小分子二元醇具有过程简单、绿色高效等显著优势,已成为生物质催化转化的研究热点。本文综述了典型生物质多元醇山梨醇/木糖醇和丙三醇选择性催化氢解为乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇,重点阐述了丙三醇选择性氢解制1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和山梨醇/木糖醇选择性氢解制小分子二元醇的催化剂体系和反应机理,并对该领域的发展前景作了展望,提出开发高效稳定的催化剂体系和工艺是未来的研究重点。     

复合分子筛对甘油催化氢解反应的研究

本文主要采用共沉淀法制备了多种类型的铜基催化剂,并考察了甘油催化氢解制备1,2-丙二醇的反应性能。介绍了复合分子筛的铜基催化剂对甘油氢解催化氢解反应的影响。将MCM58-Beta型分子筛进行改性,磷钨酸改性后对反应效果最佳,此时甘油转化率为91.8%、1,2-丙二醇选择性为41.1%。     

甘油氢解制备1,2-丙二醇催化剂的研究进展

由于生物柴油产业的蓬勃发展而造成副产物甘油的大量过剩,迫使人们努力寻求甘油转化为高附加价值产物的有效途径。本文综述了国内外甘油氢解制1,2-丙二醇催化剂以及机理研究的新进展。指出催化剂是甘油氢解制1,2-丙二醇的关键因素,目前甘油氢解反应中以Cu、Ni、Ru、Pt、Rh基催化剂使用较多,其中Cu基催化剂的研究最为广泛,载体、助剂、制备方法、反应溶剂、甘油氢解条件等对Cu基催化剂的活性、选择性、寿命、产物分离难度等具有较大影响。为进一步改善催化剂的综合性能,需要加强对甘油氢解机理和催化剂制备技术的基础性研究。多金属催化剂、复合多功能催化剂和甘油原位氢解反应因其自身优势颇受关注,而催化剂的失活机理及再生性能考察是值得深入研究的新课题。     

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。     

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...     

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...     

甘油氢解Cu/Cr催化剂制备方法对性能的影响

Cu/Cr催化剂由于Cu对C—C键氢解活性很低,对C—O键氢解活性很高而成为甘油氢解制1,2-丙二醇效果最好的固体催化剂。采用5种方法制备了Cu/Cr催化剂,并用于甘油的催化氢解反应,发现Cu/Cr催化剂的制备方式极大地影响着其对甘油的催化氢解性能。以5种方法制备的Cu/Cr催化剂中,对甘油的催化氢解性能依次是:铜氨络合沉淀法Adkins法碳酸钠沉淀法硅藻土浸渍法干混法。运用XRD、TG、BET、FTIR、TPR等表征手段对制备的催化剂结构进行了表征,详细分析了不同方式制备的催化剂的结构差异,将催化剂的结构表征结果与催化反应性能进行关联分析和讨论,并从理论上解释了催化剂结构差异和催化氢解性能的关系。     

将甘油直接氢解成为1,3-丙二醇的新催化剂

<正> 日本仙台市Tohoku大学研究人员于2010年7月底宣布,开发出一种高性能合成1,3-丙二醇(PDO)的催化剂,可将甘油直接氢解成为1,3-丙二醇,可以甘油作为起始的原材料。1,3-丙二醇(PDO)是生产高功能聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维的原材料。该催化剂开发得到日本新能源和工业技术开发组织(NEDO)的支持,预计该催化剂将商业化用于解决生物柴油生产副产物甘油的出路问题。     

酸碱改性对Cu/MgO催化甘油氢解制1,2-丙二醇反应性能的影响

生物质甘油催化氢解制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)是环境友好的工艺方法。首先,考察了不同载体负载Cu基催化剂对甘油氢解制备1,2-PDO反应的催化性能,得出Cu/MgO的催化性能最好。然后,分别采用两性氧化物、酸性和碱性组分对Cu/MgO催化剂进行改性,研究改性对其催化性能的影响。结果表明,适当提高酸量可提高1,2-PDO的选择性,而提高酸强度,对甘油转化率和1,2-PDO收率有利;较强的碱性可促进甘油的转化和1,2-PDO的生成,活性组分在载体表面的高分散性以及与载体间的相互作用可有效提高催化性能。     

气相色谱法分析甘油氢解制备丙二醇反应液组成

建立甘油催化氢解制备丙二醇产物的气相色谱定性定量分析方法.该分析方法能够准确地定量分析氢解产物乙醇,1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,乙二醇和未反应的甘油,相对标准偏差为1.14％～2.65％,平均回收率在93.05％～103.91％之间,方程的线性相关性良好,是一种简单迅速、准确的分析方法.同时,通过分析数据能够计算反...     

氧化硅载体对Ir-Re双金属的结构及其催化甘油氢解的影响

采用3 种氧化硅载体KIT-6、G-6 和FS 制备了Ir-Re 双金属催化剂,并应用于甘油选择性氢解制备1,3-丙二醇,采用TEM、XRD、H₂-TPR、CO-DRIFTS 和NH3-TPD 等手段详细表征了催化剂结构,并探讨其构效关系。研究结果表明: 3 种催化剂表面的Ir-Re 双金属催化剂均形成了Ir-Re 合金结构, 合金化程度为Ir-Re/KIT-6 > Ir-Re/FS > Ir-Re/G-6;载体表面羟基含量显著影响Ir-Re 纳米粒子的分散度及其与载体的相互作用。Ir-Re/FS 的金属分散度最高,甘油氢解的初始活性最高但稳定性最差;而具有良好合金结构的Ir-Re/KIT-6 在甘油氢解中表现出良好的氢解活性和最高的1,3-丙二醇选择性。     

将甘油直接氢解成为1,3-丙二醇的新催化剂

<正>日本仙如市Tohoku大学研究人员于2010年7月底宣布,开发出一种高性能合成1,3-丙二醇(PDO)的催化剂,可以甘油作为起始的原材料,将甘油直接氢解成为1,3-丙二醇。1,3-丙二醇(PDO)是生产高