Ir-離子液體和Cu-Cr-O催化甘油氫解的研究.pdf

1、石油和天然氣是兩大重要的不可再生化石資源，其構(gòu)成了當(dāng)今世界燃料和化學(xué)工業(yè)的基石，然而日益枯竭的石化資源以及使用過程中所造成的環(huán)境污染等問題，已成為制約社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的兩大瓶頸。這些資源和環(huán)境的雙重問題極大地推動了可再生生物質(zhì)資源的研究和開發(fā)。甘油是生物柴油脂肪酸甲酯生產(chǎn)過程中的主要副產(chǎn)物，也是一種理想的可再生生物質(zhì)資源，通過催化氫解甘油生產(chǎn)丙二醇或乙二醇可解決生物柴油副產(chǎn)物的再利用及提高經(jīng)濟(jì)效益，具有較高的研究價值。因此，本論文研

2、制了銥.離子液體催化劑并制備了Cu-Cr-O催化劑，通過甘油氫解制備丙二醇。
　　 本課題采用一步法合成了離子液體[BMIM]C1和[(Et)3NH][HSO4]，并分別對其進(jìn)行了IR和1H-NMR表征，使產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)得到驗證。在離子液體介質(zhì)中還原制備Ir-離子液體催化劑體系。SEM觀測表明離子液體對Ir起到很好的穩(wěn)定和分散作用，納米銥顆粒分散均勻，微粒尺寸在100 nm左右。Ir(0)-[BMIM]Cl催化劑在環(huán)丁砜溶劑中，對甘

3、油的轉(zhuǎn)化率高達(dá)75.3％，1，3-PDO的收率為3.0％，乙二醇的收率為9.7％。
　　 采用六種不同方法制備Cu-Cr-O催化劑，并對甘油進(jìn)行催化氫解研究，綜合考察了制備方法、催化劑煅燒溫度、催化劑預(yù)處理、甘油濃度、催化劑用量、氫解溫度、氫解時間等各工藝參數(shù)。實驗結(jié)果表明采用檸檬酸凝膠自燃法并經(jīng)500℃煅燒3 h制備的Cu-Cr-O(I)催化劑具有最佳的催化活性，據(jù)此得出的最佳甘油氫解工藝為：在220℃、4 MPa初始?xì)鋲?、C

4、u-Cr-O(I)/甘油(w/w)為1/30的氫解條件下，75％甘油水溶液經(jīng)24 h氫解反應(yīng)后甘油的轉(zhuǎn)化率和1，2-丙二醇的選擇性分別達(dá)到47.8％和59.9％。Cu-Cr-O催化劑經(jīng)TEM、XRD、BET表征，結(jié)果表明催化甘油前后該催化劑在形貌上保持一定的穩(wěn)定性，顆粒大小在50 nm左右，且分布均勻。在氫氣的還原作用下，催化劑在氫解過程中出現(xiàn)的CuCr2O4和CuCrO2兩相共生現(xiàn)象有利于催化活性的提高。
　　 初步探索采用溶