固体碱负载PdCu纳米催化剂的制备及其催化甘油氢解

摘要

日渐枯竭的石化资源及其使用过程中带来的环境污染等问题,成为了制约经济和社会可持续发展的主要瓶颈。资源短缺和环境污染问题极大地推动了可再生资源的研发。甘油作为生物柴油利用过程中主要的副产物,是一种理想的可再生的生物质资源,可通过催化氢解生产丙二醇或乙二醇来解决甘油过剩,达到生物柴油副产物的再利用及提高经济效益,具有很好的研究价值。本论文以对生物柴油的副产物甘油深加工为目的,研究利用固体碱催化剂催化甘油氢解制1,2-丙二醇。
　　本课题中首先制备了不同载体负载的铜基催化剂,考察了载体对催化剂的影响,结果表明三氧化二铝负载的催化剂具有较好的活性。向氧化铝中添加少量KF制备出固体碱 KF/Al2O3,用其作为载体负载铜制备出双功能负载型Cu-KF/Al2O3催化剂,来催化甘油氢解制备1,2-丙二醇。该催化剂表现出良好的甘油转化活性,但对1,2-丙二醇的选择性却较低。为了提高1,2-丙二醇的选择性,我们尝试向 Cu-KF/Al2O3催化剂中加入少量钯来增加催化剂的氢解活性。PdCu-KF/γ-Al2O3在甘油氢解中表现出良好的催化活性,在200℃、H2压2.5 MPa条件下反应20 h得到接近100％的甘油转化率和高达98.3％的1,2-丙二醇选择性。对催化剂进行重复利用检测,发现催化剂具有较好的稳定性。通过XRD、XPS、TEM和CO2/NH3-TPD等手段对催化剂的结构和性质进行了研究。

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第一章绪论

1.1 引言

1.2 甘油转换反应的研究进展

1.3 甘油氢解的原理

1.4 甘油氢解的制备工艺进展

1.5 甘油氢解的催化体系

1.6 固体碱概述

1.7课题来源及研究方法

第二章实验方法

2.1 实验试剂及仪器

2.2 催化剂的制备

2.3 催化剂的表征

2.4 催化剂活性检测

第三章 结果与讨论

3.1 载体的选择

3.2 固体碱负载催化剂的表征

3.3 Cu-KF/Al2O3催化剂甘油氢解活性测试

3.4 PdCu-KF/Al2O3催化剂甘油氢解活性研究

第四章 结论

参考文献