雙金屬氧化物負(fù)載釕催化5-羥甲基糠醛加氫性能的研究.pdf

1、5-羥甲基糠醛作為最具潛力的生物質(zhì)基平臺分子之一，是聯(lián)系生物質(zhì)資源與石油基工業(yè)的橋梁和關(guān)鍵物質(zhì)，它可以衍生出許多呋喃類化工產(chǎn)品通過催化加氫、氧化脫氫、酯化、鹵化等化學(xué)反應(yīng)。2.5-二甲基呋喃（DMF）是一種可比擬汽油的新型液體生物燃料，能解決乙醇作為生物質(zhì)燃料的諸多不足，可由5-羥甲基糠醛通過催化加氫制得，因此開發(fā)一種高效轉(zhuǎn)化為DMF的催化劑是當(dāng)務(wù)之急。而尋找合適的載體是制備高選擇性催化劑的最有效的方法。雙金屬氧化物由于其酸堿度，穩(wěn)定性

2、等特性在多相催化領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。
　　本文以金屬氧化物為載體，以 Ru金屬為活性位點組裝催化劑，探究載體對 Ru金屬催化5-羥甲基糠醛加氫性能的促進(jìn)作用。詳細(xì)內(nèi)容如下：
　　1. CoFe類水滑石氧化物負(fù)載Ru對5-羥甲基糠醛加氫性能的研究
　　本實驗采用還原-沉淀法，將貴金屬Ru負(fù)載到MM-LDO（M=Co，Ni，F(xiàn)e）表面，得到不同催化劑，并探究其對5-羥甲基糠醛的催化加氫性能。實驗表明 Ru/CoFe-LDO

3、表現(xiàn)很高的催化活性。以Ru/CoFe-LDO為最優(yōu)催化劑，采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TGA、 XPS等表征載體及催化劑的結(jié)構(gòu)特征，探究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)壓力、催化劑的量及煅燒溫度對催化性能的影響，并提出可能的反應(yīng)途徑。由于CoFe-LDO與貴金屬Ru的協(xié)同作用，進(jìn)一步促進(jìn)HMF轉(zhuǎn)化為DMF。
　　2. Fe-Al金屬氧化物氣凝膠負(fù)載貴金屬Ru對5-羥甲基糠醛選擇性加氫性能的研究
　　本實驗采用恒pH-共沉

4、淀法制備M-Al（M=Fe，Ni，Co，Cr，Mn）氫氧化物氣凝膠，通過超臨界乙醇干燥并煅燒得M-Al金屬氧化物氣凝膠。以M-Al金屬氧化物氣凝膠為載體的Ru基催化劑用于HMF的選擇性加氫反應(yīng)，實驗表明Ru/Fe-A表現(xiàn)出最好的活性及對DMF的選擇性。與類水滑石氧化物相比，金屬氧化物氣凝膠載體具有低密度，高比表面積，大孔和高熱穩(wěn)定等優(yōu)點，具有較高的活性中心分散性和較好的傳質(zhì)性能。實驗表明，F(xiàn)e-A為載體表現(xiàn)出非常好的催化活性和對DMF的

5、選擇性。通過重復(fù)性實驗對催化劑進(jìn)行穩(wěn)定性測試，表明Ru/Fe-A具有很好的催化性能和穩(wěn)定性。
　　3. ZIF模板化金屬氧化物負(fù)載貴金屬Ru對5-羥甲基糠醛選擇性加氫性能的研究
　　本實驗采用ZIF為模板制備中空結(jié)構(gòu)的ZnCo4O5復(fù)合氧化物，以其為載體采用傳統(tǒng)的浸漬-還原-沉淀法制備了Ru基催化劑，并以此作為HMF選擇性加氫的催化劑。與類水滑石氧化物和金屬氧化物氣凝膠相比，中空結(jié)構(gòu)的ZnCo4O5復(fù)合氧化物載體具有十二面體