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二氧化碳是温室效应的主要气体，若能将其转化为高价值含碳化合物，不仅可以缓解环境问题，也是对碳资源的有效利用。然而，二氧化碳惰性大、不易活化，还原过程中常常需要较高能量。传统的二氧化碳催化加氢反应需要大量氢气的供给，而工业制氢大多来源于裂化石油。本文选用多羟基甘油来代替氢气还原二氧化碳，不仅可以降低生物柴油的生产成本，也使还原过程更加安全、绿色、可持续。
首先，选用含钌螯合物Ru-MACHO为催化剂，进行催化甘油还原二氧化碳的研究，实现二氧化碳转化为甲酸的同时甘油转化为乳酸。探讨了碳酸氢钾投加量、氢氧化钾投加量、反应温度和反应时间对产物的影响，并进行工业级甘油试验及催化剂回用研究。结果表明，当催化剂Ru-MACHO投加量仅为3.0mg时，80mmol的甘油溶液在200℃，24h，1.12gKOH，2.00gKHCO3条件下，可生成4.14mmol的甲酸和21.04mmol的乳酸，产率分别为20.70%和26.30%。回用研究表明，此螯合物催化剂经5次回用后仍具有较高活性。随后，通过同位素效应及核磁共振分析，推断可能的反应路径，确定反应生成的甲酸来源于二氧化碳，且在甘油生成乳酸的过程中，存在R1-CO-R2这样的中间产物。
接下来，为利用多种二氧化碳碳源和获得更高的甲酸收率，从二氧化碳的角度对反应进行调节。选用不同的二氧化碳源进行反应，发现乳酸的生成与溶液的碱性程度相关；甲酸的产量不仅与甘油脱氢有关，更与溶液中活化的二氧化碳数相关。调节二氧化碳与甘油的摩尔比，当比值为12时，反应可生成等量的甲酸和乳酸，在200℃，24h，7.92gKHCO3的条件下，Ru-MACHO催化低浓度甘油还原二氧化碳产甲酸的产率可提升至36.77%。
最后，利用等体积浸渍法制备Ru改性分子筛催化剂。探讨了载体、脱铝时间、负载量、反应温度及时间对产物的影响，并进行催化剂的回用研究。发现，脱铝5h、负载量为10wt.%的Ru-ReUSY催化剂可在200℃，36h，7.92gKHCO3的条件下，得到20.04%的甲酸产率和6.80%的乳酸产率。当其应用于甘油还原干冰时，在200℃，36h，3.48gCO2、4.44gKOH下得到64.14%的甲酸收率和17.13%的乳酸收率，远高于还原KHCO3的效果。
首先，选用含钌螯合物Ru-MACHO为催化剂，进行催化甘油还原二氧化碳的研究，实现二氧化碳转化为甲酸的同时甘油转化为乳酸。探讨了碳酸氢钾投加量、氢氧化钾投加量、反应温度和反应时间对产物的影响，并进行工业级甘油试验及催化剂回用研究。结果表明，当催化剂Ru-MACHO投加量仅为3.0mg时，80mmol的甘油溶液在200℃，24h，1.12gKOH，2.00gKHCO3条件下，可生成4.14mmol的甲酸和21.04mmol的乳酸，产率分别为20.70%和26.30%。回用研究表明，此螯合物催化剂经5次回用后仍具有较高活性。随后，通过同位素效应及核磁共振分析，推断可能的反应路径，确定反应生成的甲酸来源于二氧化碳，且在甘油生成乳酸的过程中，存在R1-CO-R2这样的中间产物。
接下来，为利用多种二氧化碳碳源和获得更高的甲酸收率，从二氧化碳的角度对反应进行调节。选用不同的二氧化碳源进行反应，发现乳酸的生成与溶液的碱性程度相关；甲酸的产量不仅与甘油脱氢有关，更与溶液中活化的二氧化碳数相关。调节二氧化碳与甘油的摩尔比，当比值为12时，反应可生成等量的甲酸和乳酸，在200℃，24h，7.92gKHCO3的条件下，Ru-MACHO催化低浓度甘油还原二氧化碳产甲酸的产率可提升至36.77%。
最后，利用等体积浸渍法制备Ru改性分子筛催化剂。探讨了载体、脱铝时间、负载量、反应温度及时间对产物的影响，并进行催化剂的回用研究。发现，脱铝5h、负载量为10wt.%的Ru-ReUSY催化剂可在200℃，36h，7.92gKHCO3的条件下，得到20.04%的甲酸产率和6.80%的乳酸产率。当其应用于甘油还原干冰时，在200℃，36h，3.48gCO2、4.44gKOH下得到64.14%的甲酸收率和17.13%的乳酸收率，远高于还原KHCO3的效果。