Pt-Re-MCM-41催化剂的制备、表征及其催化热解玉米芯制呋喃类化合物

摘要

cqvip:以MCM-41为载体,采用分步浸渍法制备了一系列不同金属负载量的Pt-Re-MCM-41催化剂,采用氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)对催化剂的理化性质进行表征,并探讨了Pt-Re-MCM-41对催化转化玉米芯热解产物制备呋喃类化合物的影响,及其重复使用和再生性能。实验结果表明:金属Pt、Re均匀地分散在催化剂表面,且负载后没有改变MCM-41的结构性能,但负载后催化剂的比表面积和孔容减小,平均孔径增大。催化剂体系同时具有弱酸和中强酸,Pt、Re负载后催化剂表面的两种酸含量均增加。二维气相色谱(GC×GC)检测到的化合物的类型和数量比一维气相色谱(GC)更为全面,约为GC的4~5倍。催化剂的加入均抑制了醇类、酸类、含氮类和糖类的产生,促进了酮类、呋喃类和碳氢化合物的生成,但对酯类和酚类的影响不大。Pt-Re-MCM-41催化剂均能提高呋喃类化合物的GC含量,在1.0%Pt-1.0%Re-MCM-41催化下且催化温度为450℃时GC含量可达33.12%,与无催化剂相比增加了12.11个百分点,且低催化温度(≤450℃)有利于2(5H)-呋喃酮和2-呋喃甲醇的生成,高催化温度(≥500℃)有利于糠醛、2-甲基呋喃和3-糠醛的生成。1.0%Pt-1.0%Re-MCM-41催化剂连续使用3次后,焙烧可恢复活性,呋喃类化合物GC含量仍可达32.6%。