论文部分内容阅读
1,2-丙二醇（1,2-PDO）和1,3-丙二醇（1,3-PDO）是应用广泛的化学品。由生物甘油催化氢解制备1,2-PDO和1,3-PDO是环境友好的工艺方法，对其催化剂进行研究具有重要的学术和应用价值。首先，考察了一系列催化剂对甘油氢解制备1,2-PDO反应的催化性能，结果表明，Cu/MgO的催化性能最好。其次，对Cu/MgO催化剂的载体进行了酸/碱改性。分别引入NH4H2PO4、H3BO3、La（NO3）3·6H2O等调变其酸性，研究了酸性调变对Cu/MgO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，而酸强度降低，甘油转化率和1,2-PDO收率也降低。分别引入LiOH、NaOH、KOH等调变其碱性，发现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地提高催化性能；通过分别引入LiNO3、NaNO3、KNO3、RbNO3、CsNO3等调变其碱性，发现碱性过强和过弱都不能提高甘油转化率和1,2-PDO收率。最后，对一系列SiO2负载的Cu-杂多酸催化剂在甘油氢解制备1,3-PDO反应中的催化性能和正丙醇等溶剂对该反应的影响进行了研究，发现Cu-H4SiW12O40/SiO2的催化性能最好，以正丙醇作溶剂，甘油氢解得到的1,3-PDO收率和选择性最高。在催化剂用量为甘油质量的11.0%，正丙醇作溶剂，甘油溶液的浓度50%，反应温度180℃，H2初压9.0MPa，反应时间16h，转速600r/min条件下，甘油转化率为28.3%，1,3-PDO的收率和选择性分别达到6.32%和22.3%。在反应时间32h内，该催化剂催化甘油氢解得到的甘油转化率稳定在29%左右，1,3-PDO的收率和选择性分别保持在6.3%和22%左右。Cu-H4SiW12O40/SiO2催化剂的稳定性较差，推测可能是Cu0物种粒径长大、负载的Cu0从载体表面脱落、或H4SiW12O40的流失造成了催化剂的失活。此外，通过GC-MS分析，对反应副产物进行了定性，并对可能发生的副反应进行了推测。