锌铁氧化物催化剂的制备及在尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应中的催化性能

摘要

采用共沉淀法制备了一系列锌铁氧化物催化剂,考察了沉淀剂种类和加入方式、沉淀pH值、焙烧温度等制备条件对催化剂性能的影响,得到的最佳制备条件为:以硝酸锌和硝酸铁为前驱体,Zn/Fe摩尔比为2,以氨水为沉淀剂(沉淀终点pH值8),采用正加法,焙烧温度450℃,焙烧时间4 h。考察了锌铁氧化物催化剂上尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯的反应性能,优化了反应条件。最佳反应条件为:反应温度170℃,反应时间2 h,催化剂质量分数1.4%,1,2-丙二醇/尿素摩尔比为4。在最佳反应条件下,碳酸丙烯酯收率最高为78.4%。应用XRD、CO2-TPD和XPS等技术对催化剂进行了表征,发现该复合氧化物含有ZnO和ZnFe2O4两种晶相,其中ZnO为主活性组分,ZnO和ZnFe2O4的共同作用促进催化活性的提高。