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。     

水介质下金属基催化剂催化糠醛加氢的研究进展

糠醛是连接生物原料和生物炼制工业的桥梁。糠醛在水介质中的还原性转化是制备各种精细化学品的重要途径,经多相催化剂催化可以得到大量的下游产品,如(四氢)糠醇、 2-甲基(四氢)呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮、环戊醇等。催化剂的活性主要取决于金属及载体的性质,以及温度、时间、溶剂和压力等反应条件。本文针对不同的非贵金属(Cu、Ni和Co)和贵金属(Pd、Ru、Pt和Au)基催化剂对糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的研究进展进行了综述,Ru、Pd、Au和Cu基催化剂较其他催化剂有更高的选择性,Cu-Ni双金属催化剂具有优异的催化活性和选择性,但稳定性有待提高。对金属表面发生氢化反应的机理进行了探讨,结果表明：水介质和较弱的路易斯酸性位点在环重排的反应中起关键作用,同时提出了糠醛在水介质中的加氢反应的未来研究方向。     

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。     

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。     

磷化镍的制备及其催化糠醛加氢制备环戊酮

以NiCl_2·6H_2O为镍源、NaH_2PO_2·H_2O为磷源、乙二醇为溶剂、n(P)∶n(Ni)=3∶1,采用溶剂热法制备得到磷化镍(Ni-P)催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、H_2-TPR、H_2-TPD、N_2吸附-脱附、XPS对其进行了表征。催化剂应用于糠醛加氢制备环戊酮的反应中效果良好,并考察了催化剂用量、氢气压力、反应温度、反应时间对反应的影响。结果表明,较优的工艺条件为:以水作为溶剂,原料与催化剂质量比为12,在反应温度150℃、氢气压力2.0 MPa、反应时间4 h时,糠醛转化率达到98.87%,环戊酮收率为68.65%。对催化剂进行稳定性测试,4次重复使用后环戊酮收率仅下降3.25%。     

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.     

铬形态及使用条件对糠醛催化加氢反应产物分布的影响

采用共沉淀法制备系列Cu-Cr糠醛加氢催化剂,考察不同铬形态对催化剂反应性能的影响。采用管式连续流动固定床积分反应器, 研究糠醛在Cu-Cr催化剂上的气-液相加氢反应规律。结果表明,制备催化剂时的铬原料不同,将极大地影响催化剂的加氢活性和产物选择性,以硝酸铬形式加入制备的催化剂对糠醇的生成较为有利,而以醋酸铬形式加入制备的催化剂对甲基呋喃的形成有利;在(70～110) ℃,随着温度升高,糠醛转化率和糠醇选择性增加,2-甲基呋喃选择性降低;糠醛流速为(0.01～0.06) mL·min^-1时,随着流速的增加,糠醛转化率下降,0.03 mL·min^-1时糠醇选择性出现极大值,而副产物2-甲基呋喃和呋喃类则在此处出现极小值。副产物戊二醇和四氢康醇的选择性则随着糠醛流速的增大上升。     

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.     

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。     

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％。     

焙烧温度对CuMgAl催化剂催化糠醇加氢制戊二醇的影响

采用共沉淀法制得物质的量比为n(Cu²⁺)∶n(Mg²⁺)∶n(Al³⁺)=10∶65∶25的CuMgAl类水滑石前体（CMA-HT），经过不同温度焙烧制得CuMgAl水滑石催化剂。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂-物理吸附、程序升温还原（H₂-TPR）、H₂-程序升温脱附（H₂-TPD）、CO₂-程序升温脱附（CO₂-TPD）和NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）等对催化剂的结构进行表征，在高压反应釜中考察了CuMgAl水滑石催化剂催化糠醇（FFA）加氢制1,2-戊二醇（1,2-PeD）和1,5-戊二醇（1,5-PeD）的催化性能。研究结果表明，焙烧温度对催化剂的结构及其催化性能具有显著的影响，金属活性中心和碱性位随焙烧温度的升高先增加后减少。经600℃焙烧的CMA催化剂表面存在适宜的金属中心和碱性位，在金属位和碱性中心的协同催化下，表现出了优异的催化性能。在140℃，H₂压力为4 MPa的条件下，反应8 h，糠醇的转化率和戊二醇的收率分别达74.13%和58.36%。     

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％。