非堿性條件下金屬磷酸鹽及水滑石負(fù)載PT-Bi催化劑對甘油氧化性能研究.pdf

1、近年來，生物柴油以其環(huán)保性和可再生性受到世界各國的關(guān)注，生物柴油生產(chǎn)過程中伴隨著大量的副產(chǎn)物甘油生成，甘油產(chǎn)量激增成為過剩的化學(xué)品。因此，對過剩的甘油進(jìn)行深加工生產(chǎn)高附加值精細(xì)化學(xué)品，不僅可提高甘油的利用價(jià)值，同時(shí)可降低生物柴油的生產(chǎn)成本，延長生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈。
　　在甘油的深加工路線中，甘油催化氧化是重要的途徑之一，可以生成一系列精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品。甘油的催化氧化是一種復(fù)雜的多個(gè)平行反應(yīng)和連續(xù)反應(yīng)過程，產(chǎn)物的選擇性差，因此選擇性的催化氧

2、化甘油分子顯得十分重要。本文在非堿性條件下，以雙氧水作為氧化劑，采用含有過渡金屬的兩種磷酸鹽材料Co-VSB-1、Cu-α-ZrP和負(fù)載型Pt-Bi催化劑用于甘油氧化反應(yīng)，系統(tǒng)地考察了反應(yīng)條件對反應(yīng)活性和選擇性的影響，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過水熱合成法制備了含過渡金屬的磷酸鹽材料Co-VSB-1和Cu-α-ZrP，分別以它們作為催化劑，系統(tǒng)地考察了反應(yīng)溫度、H2O2/甘油摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量對反應(yīng)結(jié)果的影響。

3、
　　i) Co-VSB-1和Cu-α-ZrP的催化活性中心分別為二價(jià)Co和Cu，甘油氧化反應(yīng)產(chǎn)物為甘油酸、乙醇酸、甲酸和少量的碳一氣相產(chǎn)物。
　　ii)Co-VSB-1作為催化劑時(shí)，甘油轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、H2O2/甘油摩爾比增加而增大，然而甘油酸選擇性則隨之下降。生成甘油酸的優(yōu)化反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間6h， H2O2/甘油為3/1，催化劑0.3g，甘油轉(zhuǎn)化率為11.7％，甘油酸的選擇性52.3％。

4、
　　iii)與Co-VSB-1相比，Cu-α-ZrP作為催化劑時(shí)甘油酸的選擇性明顯提高。生成甘油酸的優(yōu)化反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間4h，H2O2/甘油為2/1，催化劑0.2g，甘油轉(zhuǎn)化率為8.1％，甘油酸選擇性達(dá)到78.7％。
　　2.采用共浸漬法制備了鎂鋁水滑石負(fù)載Pt-Bi雙金屬催化劑，并通過XRD、TEM、N2吸附等表征手段對該催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。系統(tǒng)地考察了金屬比例、載體性質(zhì)、制備方法、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間

5、對催化劑活性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　i)助劑鉍金屬可以有效提高催化劑對甘油仲羥基氧化的選擇性;與活性炭和炭黑載體相比，水滑石可以抑制產(chǎn)物分子C-C鍵斷裂，提高1，3-二羥基丙酮選擇性;與H2還原法相比NaBH4還原法所制備的催化劑反應(yīng)活性較高。
　　ii)反應(yīng)溫度過高易造成催化劑活性降低，甘油轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)時(shí)間延長而增大，但主產(chǎn)物1，3-二羥基丙酮選擇性則呈現(xiàn)波形變化趨勢。以5％Pt-7％Bi/LDHs作為催化劑，在反應(yīng)