糠醛气相加氢制2-甲基呋喃新型配合物催化剂研究

制备了一种新型、无毒Cu-Zn-Ca/γ- Al₂O₃配合物催化剂。采用固定床反应器,进行糠醛常压气相催化加氢反应,考察反应温度、催化剂组成、空速和氢醛比等因素的影响。结果表明,在508 K、空速0.32 h^-1、还原温度保持（493～513） K、活化6 h和氢醛物质的量比为10∶1条件下,糠醛转化率达到98.90%,2-甲基呋喃选择性达92.30%,2-甲基呋喃收率达91.28%。作为一种新型的无Cr催化剂,无毒,无污染,可代替Cu-Cr催化剂用于糠醛加氢过程,高活性和高选择性地制取2-甲基呋喃。     

糠醛选择性催化加氢的研究进展

糠醛是种可再生的生物质能源,可从农副产品中萃取得到。糠醛加氢可合成很多高附加值的产物,如糠醇、四氢糠醇、2-甲基呋喃、呋喃、2-甲基四氢呋喃、环戊酮、环戊醇和1,4丁二醇等。糠醛氢化反应除了碳碳双键、呋喃环氢化外,还有其他衍生副反应(脱羰、开环反应、缩合反应、C O键氢化等)。糠醛催化加氢催化剂主要为金属催化剂以及非晶态合金催化剂,单金属催化剂用于反应时的选择性和活性较低,通常采用添加助剂或是另一种金属以提高催化剂的活性和选择性,目前糠醛选择性催化加氢的研究主要集中在催化剂载体和双金属催化剂的研制上。主要阐述糠醛选择性催化加氢催化剂研究进展,指出在研制低成本、高选择性、稳定性、绿色环保的催化剂同时,催化剂的工业化应用研究有待进一步完善,最终以实现糠醛高效高选择性加氢工业应用为目的。     

糠醛液相加氢催化剂的研制及工业应用

通过扫描电镜(SEM)、压汞和X射线衍射 (XRD) 分析了制备条件对QKJ-01改性Cu-Cr糠醛液相加氢催化剂性能的影响。得出适宜的制备条件为：pH＝4～6.7，沉淀温度30～40 ℃, 450 ℃焙烧2 h。工业应用表明，QKJ-01糠醛液相加氢催化剂使用量少, 糠醛转化率大于99.96%，糠醇选择性大于98.4%。     

糠醛在Pd-Cu膜反应器中催化加氢合成糠醇

以糠醛催化加氢合成糠醇作为模型反应,采用共沉淀法制备的Cu/MgO-K₂O作为催化剂,考察了Pd-Cu膜反应器的加氢性能.膜反应器由双套管组成,采用分别进料的方式操作.即糠醛气化后由载气带入中心膜管的催化床层,而氢气则进入管壳层通过Pd-Cu合金膜渗透到反应区.在不同条件下分别进行糠醛催化加氢反应,考察了糠醛转化率、产品糠醇选择性和收率,并与传统的共进料填充床反应器进行比较.研究结果显示,膜反应器比传统的填充床反应器具有产品收率高、选择性好和副产物少的特点.此外,本文结合催化剂的组成、结构和表面形貌的表征对催化剂的催化活性和失活行为进行了讨论.     

糠醛加氢制2-甲基呋喃催化剂的研究进展

本文综述了糠醛加氢制2-甲基呋喃所用的3类催化剂铬铜催化剂、无铬铜类催化剂、非晶态合金催化剂的近期研究进展。重点介绍了各类催化剂的制备及其催化性能,并对相关研究进行了评述。同时对糠醛加氢制备2-甲基呋喃催化剂的研究进行了展望。     

稀土改性Ni/γ-Al_2O_3催化糠醛加氢制2-甲基呋喃的研究

采用超声-浸渍方法制备负载型Ni/γ-Al_2O_3及稀土(nRE∶nNi=1∶100)改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂。以糠醛加氢制2-甲基呋喃为探针反应测试催化性能。结果表明,反应温度为310℃时,Ni/γ-Al_2O_3催化剂糠醛转化率为100%,对2-甲基呋喃选择性为95.3%;添加稀土Nd和Eu改性后,催化剂活性不变,对2-甲基呋喃的选择性从95.3%分别提高到96.2%和97.4%。     

糠醛液相催化加氢制糠醇金属催化剂的研究进展

糠醛催化加氢是将糠醛转化为生物燃料、医药农药中间体等精细化学品的最常用的反应之一,如糠醇、2-甲基四氢呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮等皆由糠醛催化加氢制取.当前糠醛催化加氢的过程主要有液相、气相以及催化转移加氢等.综述了近年来糠醛液相催化加氢制备糠醇的不同金属基催化剂的研究进展.从不同过渡金属和贵金属作为催化活性中心制备的单金属及双金属催化剂着手,讨论了部分金属基催化剂用于糠醛液相催化加氢制糠醇反应过程的催化性能.     

糠醛催化加氢制糠醇催化剂Cu/Al2O3的改性研究

研制了一种新型糠醛催化加氢制糠醇的负载型无铬铜基催化剂,并研究了不同助剂以及助剂含量对催化剂性能的影响。发现助剂Ca的加入使得该催化剂在反应温度150℃、反应压力1.0 MPa、氢醛摩尔比8.0的条件下,糠醛转化率为100%、糠醇的选择性为98.9%。     

甲醇体系电镀污泥衍生磁性多金属材料催化糠醛加氢转化

以电镀行业废弃物电镀污泥为前体合成磁性多金属催化材料,考察其在甲醇供氢体系生物基糠醛加氢转化制备糠醇和2-甲基呋喃的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、液氮吸脱附、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、扫描电镜(SEM)等手段对煅烧后电镀污泥进行表征,并研究了煅烧温度和各反应工艺条件对甲醇供氢体系糠醛转化的影响。结果表明,电镀污泥衍生磁性多金属材料均具有强酸性位点和部分介孔结构,以铜组分为主的催化活性中心在反应过程中部分被还原为零价,有助于促进甲醇重整产氢和糠醛加氢转化;以700℃煅烧的电镀污泥为催化剂,在240℃反应2 h以上,糠醛几乎完全转化,产物中糠醇和2-甲基呋喃最高收率(摩尔分数)分别为70.9%和31.9%,反应过程副产物以2-呋喃甲基甲醚和2-(二甲氧基甲基)呋喃为主。此外,基于甲醇重整产氢、铜镍组分原位还原以及糠醛加氢反应之间的耦合作用,推测出甲醇体系电镀污泥衍生磁性多金属材料催化糠醛加氢转化可能的反应机制。     

甲醇体系电镀污泥衍生磁性多金属材料催化糠醛加氢转化

以电镀行业废弃物电镀污泥为前体合成磁性多金属催化材料,考察其在甲醇供氢体系生物基糠醛加氢转化制备糠醇和2-甲基呋喃的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、液氮吸脱附、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、扫描电镜(SEM)等手段对煅烧后电镀污泥进行表征,并研究了煅烧温度和各反应工艺条件对甲醇供氢体系糠醛转化的影响。结果表明,电镀污泥衍生磁性多金属材料均具有强酸性位点和部分介孔结构,以铜组分为主的催化活性中心在反应过程中部分被还原为零价,有助于促进甲醇重整产氢和糠醛加氢转化;以700℃煅烧的电镀污泥为催化剂,在240℃反应2 h以上,糠醛几乎完全转化,产物中糠醇和2-甲基呋喃最高收率(摩尔分数)分别为70.9%和31.9%,反应过程副产物以2-呋喃甲基甲醚和2-(二甲氧基甲基)呋喃为主。此外,基于甲醇重整产氢、铜镍组分原位还原以及糠醛加氢反应之间的耦合作用,推测出甲醇体系电镀污泥衍生磁性多金属材料催化糠醛加氢转化可能的反应机制。     

负载型Cu_2O/MgO催化剂制备及催化正己醇脱氢制备正己醛

以氧化镁粉末为载体,N2H4·H2O为还原剂,采用浸渍还原法制备Cu2O/MgO催化剂。考察制备条件对催化剂活性的影响,最佳原料配比为n(Cu2+)∶n(NaOH)∶n(N2H4·H2O)=5∶11∶5,对筛选出最佳条件下制备的催化剂进行正己醇脱氢制备正己醛工艺条件考察,采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,在反应温度250℃、空速1.25 m L·(h·g)-1、催化剂用量12 g和N2流速0.05 L·min-1条件下,正己醇转化率为59.33%,正己醛选择性为93.81%。     

Preparation of Cu-MgO catalysts with different copper precursors and precipitating agents for the vapor-phase hydrogenation of furfural

This article presents the effects of three copper precursors and four precipitating agents on the catalytic performance of the corresponding co-precipitated Cu-MgO catalysts in the vapor-phase hydrogenation of furfural. The chemical and physical properties were analyzed by means of XRD, BET, SEM, and EDX techniques. The nitrate precursor provided the highest performance (conversion of ~89%). Whereas, the catalyst prepared with NaOH was the most efficient (furfuryl alcohol yield of >90%) during 240 min; the most durable conversion (~95%) was assured with Na_2-CO₃, and the highest selectivity to furfuryl alcohol (>97%) was achieved with K₂CO₃ as the precipitating agent. The least efficient catalyst (prepared with ammonium carbonate) led to 5-methylfurfural and 2,2-methylenebisfuran as the main byproducts. The major byproducts over the rest of the catalysts included tetrahydrofurfuryl alcohol, furfuryl ether, 1-pentanol, and 2-methylfuran. An increasing trend of furfuryl alcohol selectivity with time-on-stream was evident for all of the catalysts.     

High selective production of tetrahydrofurfuryl alcohol: Catalytic hydrogenation of furfural and furfuryl alcohol

Tetrahydrofurfuryl alcohol could be obtained by catalytic hydrogenation of either furfural or furfuryl alcohol using Pd-, Ru-, Rh- and Ni-supported catalysts as well as their mixtures with a Cu-supported catalyst. In the case of furfural hydrogenation, the best results (97 % yield, 100 % conversion, 98 % selectivity) were obtained in the presence of Ni and Cu. However, this catalytic mixture could not be recycled. In the case of furfuryl alcohol hydrogenation, Ni-supported catalysts were the most active. Nickel-onsilica-alumina catalyst containing 59 % of metal lead to the best results (98–99 % yield, selectivity and conversion >99 %). Moreover, it could be recycled. Hydrogenation of furfuryl alcohol in the presence of this catalyst was the best procedure for the production of tetrahydrofurfuryl alcohol.     

糠醛加氢制糠醇中γ-Al2O3负载Cu-Zn催化剂的改性研究

采用浸渍法制备Co改性γ-Al₂O₃负载的Cu-Zn催化剂，考察Cu-Zn负载量、Co含量及反应温度等对催化剂性能的影响。结果表明，在413 K、氢气流速0.5 mL·s^－1 和糠醛空速2 h^-1 条件下,当催化剂Cu-Zn/γ-Al₂O₃（Co）中n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)∶n(Co)＝1.0∶2.0∶3.0∶0.51时，糠醇的选择性100％，糠醛转化率94.6％，比使用单纯Cu-Zn/γ-Al₂O₃催化剂的最佳转化率提高11％。     

非晶态CoNiB能催化糠醛液相加氢制糠醇

采用化学还原法制备了CoNiB非晶态合金催化剂,并用于糠醛液相加氢制糠醇反应。考察了Ni／Co摩尔比,NaBH4滴加速率等催化剂制备条件对催化性能的影响,以及反应压力、反应时间、反应温度等反应条件对糠醛转化率和糠醇选择性的影响。结果表明：最佳的催化剂制备条件是Ni／Co摩尔比为5／5,NaBH;滴加速率为2．6mL·min2;最佳的反应条件为反应压力2MPa,反应时间3h,反应温度80℃。在此条件下糠醛的转化率为46．2％,糠醇的选择性为90．4％。     

糠醇加氢制1,2-戊二醇催化剂的制备及性能研究

采用化学共沉淀方法制备了铜氧化物催化剂FAH-1。在30 mL绝热微型固定床反应器上,研究了催化剂催化糠醇加氢制备1,2-戊二醇的性能,并对相关工艺条件进行了考察。实验结果表明：FAH-1催化剂表现出良好的糠醇加氢活性和选择性,在反应温度为160 ℃、反应压力为6 MPa、液时体积空速为0.3 h ^-1、氢油体积比为10 000∶1条件下,糠醇加氢反应的转化率和选择性分别为91.80%和41.52%,1,2-戊二醇单程收率达到38.12%,1 000 h长周期评价催化剂性能稳定。制得的1,2-戊二醇样品纯度高、质量好,满足后续加工对1,2-戊二醇的质量要求。反应过程采用固定床反应器,具有较好的工业化前景。     

乏风瓦斯流向变换催化燃烧试验研究

为实现低浓度瓦斯气体的高转化率,满足实际工程低温排气的要求,设计制作一套新型流向变换蓄热催化燃烧反应器,并利用模拟气体进行催化燃烧实验研究。结果表明,气体流量为70 L·min^-1、燃烧反应温度控制在500 ℃和甲烷体积分数为0.2%时,甲烷催化燃烧转化率超过80%,出口气体温度低于60 ℃。该系统能满足工程低温排气要求。     

氮杂碳包铁负载钯催化苯甲醇无溶剂氧化

以氮杂碳包铁(Fe@NC)为载体、聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,通过液相还原H_2PdCl_4和后续焙烧法制备新型的磁可分离Pd/Fe@NC催化剂,并进行AAS、TEM、XRD和XPS表征,将制备的催化剂用于苯甲醇无溶剂需氧氧化反应,考察焙烧温度、反应温度、催化剂用量和碱性助剂对其催化性能的影响,研究催化剂的循环使用性能。结果表明,Pd负载质量分数为4.86%,Pd有效负载比例为97.2%;Pd颗粒在载体上分散均匀,平均粒径为5 nm;催化剂活性物种组成包括Pd~0和含量较低的络合Pd(Ⅱ)及PdO。在无溶剂、无碱性助剂、O_2分压101.325 kPa(O_2流量为20 m L·min~(-1))和低催化剂用量[n(Pd)∶n(苯甲醇)=1∶2 000]条件下,Pd/Fe@NC可高效催化苯甲醇的氧化反应,100℃反应24 h,苯甲醇转化率达86%,苯甲醛选择性为87%,反应过程中无任何有毒物质产生与排放。催化剂循环使用7次后,催化活性略有提高,催化过程中络合的Pd(Ⅱ)向Pd0的转化是其活性提高的主要原因。