国内糠醛催化加氢制糠醇催化剂研究进展

综述了糠醛催化加氢制糠醇催化剂的研究进展，并对其研究方向和发展趋势提出了建议。     

糠醛气相催化加氢制糠醇工艺开发——固定床反应器数学模拟与分析

在糠醛气相催化加氢制糠醇单管实验基础上,提出了新的反应动力学模型,建立了该反应体系的拟均相二维平推流数学模型,用Powell优化方法对模型中参数进行估值。所建立模型能正确反映操作条件对反应器内温度分布和糠醇收率的影响,将它用于反应器模拟,计算结果与实测结果吻合较好。本文还应用该模型对糠醛加氢反应器进行模拟分析,得出了优化操作条件。     

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.     

非晶态CoNiB合金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,NaBH4滴加速率为2.6mL·min-1;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%。     

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。     

甲醇供氢体系铜锌双金属催化糠醛加氢转化

以Cu(NO₃)₂·3H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料,采用共沉淀法合成了一系列铜锌双金属催化材料。通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、X射线衍射(XRD)、氮气等温吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重/差热分析(TG/DTA)等手段分析表征了催化剂物理化学特性。催化材料表征结果表明,载体Zn组分的引入显著改善了催化剂结构,形成了丰富的介孔结构和部分酸性位点。甲醇供氢体系糠醛加氢转化实验结果显示,合成的Cu-Zn双金属催化剂在甲醇重整产氢和糠醛加氢反应中表现出优异的活性,其中Cu/Zn摩尔比为0.6的CZ-0.60催化活性最高。当CZ-0.60用量为20mg,在160℃反应4h,糠醛完全转化,糠醇产率达89.7%;而在240℃反应8h,糠醛完全转化,2-甲基呋喃产率达26.3%。CZ-0.6...     

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%。     

糠醛液相加氢生产糠醇催化剂的失活研究

通过对新旧催化剂的X射线荧光（XRF）、X射线衍射（XRD）及电子扫描显微镜（SEM）分析,探讨了糠醛液相加氢生产糠醇催化剂的失活原因。结果表明,催化剂失活的主要原因是糠醛加氢过程中生成的高聚物附着在催化剂的活性表面。对催化剂的活性表面高聚物的有效去除是催化剂再生的关键。该类催化剂主要活性成分为铜,常规燃烧方法会使催化剂活性损失殆尽。因此,有必要开发一种有效的催化剂再生方法。     

糠醛气相加氢制糠醇催化剂的研制

用溶胶凝胶法制得糠醛加氢制糠醇的Ｃｕ-Ｚｎ-Ａｌ-Ａ催化剂,研究了制备条件对催化剂性能的影响,并对催化剂进行了ＴＰＲ、ＢＥＴ、ＸＲＤ等表征。该催化剂活性评价结果表明,在常压、反应温度１３０℃、糠醛进料量为２ｍｌ／ｈ和氢醛摩尔比为９∶１的条件下,糠醛转化率为９９.８％,糠醇选择性为９７.７７％。     

近期糠醛催化加氢制糠醇催化剂研究热点

综述了近10年来催化剂在糠醛加氢制糠醇反应中应用的研究成果及催化剂的研究热点,展望了催化剂的发展方向。     

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。     

Raney铜催化糠醛选择性加氢制备环戊酮和环戊醇

以Raney铜催化糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇。考察了溶剂类型、溶剂比例、溶剂与糠醛的比例、反应温度、氢气压力及反应时间等参数对糠醛转化率和选择性的影响。结果表明,以体积比4∶1的甲醇和水作为溶剂,糠醛与溶剂体积比1∶10,温度180℃,氢气压力3 MPa,反应时间4 h时,Raney铜催化糠醛加氢对于环戊酮和环戊醇表现出良好的活性和选择性,糠醛转化率达98.9%,环戊酮和环戊醇的选择性分别为52.9%和19.3%。采用XRD、BET和SEM对Raney铜催化剂的微观结构进行了表征。