本文關(guān)鍵詞：助劑對鉑-鎢催化劑體系催化氫解甘油制1,3-丙二醇性能的影響（英文）

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【摘要】：甘油作為生物柴油產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物大量過剩,通過甘油氫解制備具有高附加值的丙二醇既符合原子經(jīng)濟(jì)的原則,又具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值.尤其是選擇氫解制得1,3-丙二醇,因其產(chǎn)物在新型聚酯材料合成中不可替代的作用而備受關(guān)注,被認(rèn)為是最具工業(yè)應(yīng)用潛力的甘油轉(zhuǎn)化工藝之一.目前,可高選擇性制得1,3-丙二醇的催化劑體系主要是為銥-錸催化劑和鉑-鎢催化劑兩類.前期工作表明,氧化鎢擔(dān)載的鉑單原子/準(zhǔn)單原子催化劑(Pt/WOx)具有優(yōu)異的低壓活性(1 MPa氫氣)和1,3-丙二醇時空收率.然而在該溫和條件下,催化產(chǎn)物仍然以過度氫解的產(chǎn)物正丙醇為主.一般來講,引入助劑可以通過改變活性組分的電子結(jié)構(gòu)、覆蓋不利反應(yīng)位點(diǎn)、調(diào)變載體表面化學(xué)性質(zhì)等來改變催化劑的催化活性、選擇性和穩(wěn)定性.我們以單原子/準(zhǔn)單原子催化劑Pt/WOx和擔(dān)載型催化劑Pt/WOx/Al2O3為催化劑母體,引入過渡金屬和貴金屬助劑,考察助劑對氫解反應(yīng)活性和選擇性的影響,并對比有無氧化鋁載體時助劑對反應(yīng)活性的影響.對于Pt/WOx體系,La和Fe的引入有助于甘油轉(zhuǎn)化率和1,3-丙二醇選擇性的提高,同時也明顯地提高了催化劑的穩(wěn)定性.其中0.1%La是最佳引入量.然而,對于擔(dān)載型催化劑Pt/WOx/Al2O3,La的引入在提高1,3-丙二醇選擇性的同時,甘油的轉(zhuǎn)化率也有一定程度下降.但由于Pt/WOx/Al2O3催化劑的本征活性較高,通過加入助劑提高1,3-丙二醇的選擇性在實(shí)際應(yīng)用中更為重要.表征分析表明,無論對于Pt/WOx還是Pt/WOx/Al2O3催化劑,大部分的La都在Pt顆粒上;同時La的引入提高了催化劑的酸量.在貴金屬助劑中,Ru,Ir改性的Pt/WOx和Pt/WOx/Al2O3催化劑上,1,3-丙二醇的收率均有所降低,Ru助劑的降低幅度較小.相反,助劑Rh對Pt/WOx和Pt/WOx/Al2O3催化劑上反應(yīng)性能的影響截然不同:Rh/Pt/WOx催化劑上1,3-丙二醇的收率從13.1%降到8.7%,Rh/Pt/WOx/Al2O3的1,3-丙二醇收率從31.5%略升到32.4%.另外,由于前期研究表明助劑鋁的擔(dān)載順序?qū)Υ呋钚杂兄匾绊?因此我們對鉑、鎢、鋁的擔(dān)載順序進(jìn)行了考察.研究表明,在活性組分鉑上擔(dān)載鋁或鎢物種對催化活性有一定程度的抑制;催化劑體系中鎢的含量直接影響甘油的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性;含量過少時,甘油轉(zhuǎn)化率極低并以1,2-丙二醇為主要產(chǎn)物.雖然大部分助劑對鉑-鎢催化劑體系沒有明顯的促進(jìn)作用,但是助劑的添加通�？梢砸种苹钚越M分的燒結(jié)、提高催化劑的穩(wěn)定性;因此,我們篩選出的La,Fe,Re,Ru,Rh等助劑仍具有深入研究的價值和工業(yè)應(yīng)用的潛力.
【作者單位】： 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 甘油 氫解 -丙二醇 氧化鎢 助劑
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21176235,21373206,21303187)~~
【分類號】：O643.36;TQ223.162
【正文快照】： 1.Introduction Advances in the biodiesel industry have resulted in the production of large amounts of glycerol as a byproduct of the transesterification of vegetable oils.Adding value to surplus glycerol by chemical transformations has attracted signifi

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