甘油氢解催化剂的研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:werr2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物质转化是化学化工中面对可持续发展的重要研究方向之一。生物柴油是生物质转化和利用的重要课题,并取得了重要的进展和工业化应用。但是,在生物柴油生产中副产大量的甘油,甘油的高效利用和转化是促进全球生物柴油快速发展的重要途径。因此,甘油的催化转化和高值化利用是化学化工领域的重要研究课题。甘油的催化转化可以制备多种化学品,其中,甘油转化为1,2-丙二醇具有重要的科学研究意义和应用价值。一方面,1,2-丙二醇是重要的化学品,广泛应用于聚酯,医药,化妆品,抗冻剂,除冰剂和热导液等;另一方面,可以取代目前基于化石原料的、环境污染严重的环氧丙烷水合法制备工艺。  本论文以甘油氢解制备1,2-丙二醇的高效催化剂研发为主要研究目标,重点研究了Ni基催化剂,ZnPd催化剂,详细讨论了第三组分修饰对活性组分分散、电子状态,以及催化剂表面氧空位、酸性位的影响,同时,研究了Ni及ZnPd催化剂上甘油氢解的催化机理,主要研究内容及创新性研究结果如下。  Ni基催化剂催化甘油氢解制备1,2-丙二醇。讨论了P掺杂对Ni/Al2O3催化剂催化性能的影响。P的掺入使催化剂还原度逐渐降低,催化剂表面存在NiO物种,NiO的存在是选择性提高的主要原因。NiO物种含量越高,酸性位越多催化剂选择性越高。为了进一步提高催化性能,采用Zn作为电子改性剂,调节Ni金属活性组分的电子特性,利用水滑石前驱体制备了Ni纳米粒子均匀分散的ZnNiAl催化剂。Zn的加入使催化剂的活性和选择性得到明显的提高,H2-TPD结果表明Ni的电子特性随着Zn加入而逐渐改变,而且有ZnNi合金相生成。  ZnPd/ZnO-Al催化剂催化甘油氢解制备1,2-丙二醇。首次研究了ZnPd催化剂催化甘油氢解,获得1,2-丙二醇的选择性高于92%。研究发现,少量Al加入(<3mol%)能显著提高ZnPd催化剂的甘油氢解活性,活性提高主要归因于ZnPd粒径的减少和表面氧空位的增多。微量的Al可以取代ZnO晶格中Zn,插入到ZnO晶格间隙中,或者形成铝氧化物。Al能减少ZnO的尺寸和粒径,小粒径的ZnO表面氧空位增多,易于还原,从而使得形成的ZnPd金属间化合物粒子尺寸更小。占据Zn位置的Al由于杂质效应进一步增加催化剂中氧空位的含量。ZnPd/ZnO-Al催化剂催化甘油氢解时,表现了高活性和高选择性,但是由于水热条件下ZnO结构易发生改变,催化剂活性逐渐降低。  为了提高ZnPd催化剂的稳定性,采用简单离子交换法制备了ZnO@Al2O3载体负载的ZnPd催化剂。ZnPd/ZnO@Al2O3催化剂能高活性高选择性的催化甘油氧解,甘油转化率达到80.4%,1,2-丙二醇选择性达到92.3%。同时催化剂具有较好的稳定性,在多次循环过程中保持高的活性和选择性。表征结果表明,催化剂表面形成了多孔的Al2O3保护层,包覆在ZnO的表面,同时阻隔了ZnPd金属粒子聚集。
其他文献
本篇论文从2000年首播的历史剧说起.我将在回顾五十年前中华人民共和国成立伊始时所遇命运的基础上.探讨政治、文化批判、历史编纂的互相联系和影响,这也是中国现代性的核心.
作为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLEDs)的三基色材料之一,蓝光材料在发光效率、色纯度和器件寿命等方面远不及绿光和红光材料,严重制约着OLEDs在彩色显示和
该论文主要应用各种表征方法研究了拉伸对聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的性质影响以及应用PVDF压电薄膜做成的医用传感器,另外,还初步讨论了PVDF与钛酸钡复合材料的性质.着重探
在众多的疾病之中,癌症是最为严重的疾病之一,具有极高的发病率和致死率。2月4日被定为“世界癌症日”,旨在提高对于癌症的警惕性和鼓励癌症的预防、诊断和治疗。化疗是癌症治疗
该论文主要内容分两大部分:第一部分:以UPS为手段研究烷基异腈-腈异构化反应的动力学.首次提出UPS技术作为一种新方法,定量研究化学反应动力学的两个先决条件:(1)反应物和产
爱,让人陶醉,使人心生温暖。有爱相伴,我不再感到寂寞。  ——题记  爱的缺失  窗外,风呼呼地刮着,似乎想把树连根拔起。  我站在窗口,平静地看着这一切,完全看不出有什么不妥。我天生不合群,在学校完全找不到知音。我并不是一个冷漠的人,但是,寂寞犹如病毒,一天天侵蚀着我温和的性格。  我喜欢猫咪,因为它和我有着相同的性情——喜欢独来独往。在學校,没有多少人愿意和我交朋友,没有朋友是何等的寂寞,也许
数学是一门基础学科,要求严谨的思维和充分的想象力,它是学习其他学科特别是理科学科的基础。可是目前很多学生觉得数学重要却又枯燥,数学课单调、呆板,抽象难懂,再加上现在的数学试卷大多偏难,使相当一部分学生数学成绩偏低,致使许多同学缺乏学习数学的兴趣,把数学看成是他们的负担,怕学、厌学。  乌申斯基说:“没有丝毫兴趣的强制性学习会扼杀学生追求真理的欲望。学习兴趣是直接推动学生主动学习的内在动力。” 不辩
该论文可分为三大部分:1、卡尔曼滤波算法在电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)光谱干扰校正中的应用;2、矩阵投影算法在ICP-AES光谱干扰校正中的应用;3、稀土元素原子发
该实验是利用LB技术来制作1-羟基-5-十六烷氧基-萘和1-羟基-5-十二烷氧基-萘的LB膜,利用紫外光谱、荧光光谱、红外光谱对其结构和取向进行深入的研究.