鈦、鋯、錫磷酸氧系固體酸催化纖維素水解加氫的研究.pdf

1、實現(xiàn)纖維素的高效轉(zhuǎn)化是可再生資源利用的重要課題。金屬磷酸氧鹽作為一種獨特的固體酸催化劑，有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對磷酸氧鈦（TiOPO4）、磷酸氧錫（SnOPO4）、磷酸氧鋯（ZrOPO4）及不同鋯錫比例的磷酸氧鋯錫（ZrSnOPO4(x:y)）催化纖維素水解加氫的催化性能進行了研究。
　　制備了固體酸TiOPO4及雙功能催化劑Ru/TiOPO4，考察了TiOPO4催化纖維素水解反應(yīng)的適宜反應(yīng)條件，在此基礎(chǔ)上，研究了Ru/TiOP

2、O4催化纖維素制山梨醇的催化性能。結(jié)果表明，水解加氫反應(yīng)中，在反應(yīng)溫度（453 K）稍低于最佳水解溫度（463 K），反應(yīng)時間（150 min）略短于最佳水解時間（180 min）的反應(yīng)條件下進行反應(yīng)可得到山梨醇收率77.6％，纖維素轉(zhuǎn)化率99.3%。改變催化劑與纖維素的用量比，研究纖維素水解加氫反應(yīng)中產(chǎn)物分布，結(jié)果表明雙功能催化劑Ru/TiOPO4使水解產(chǎn)物葡萄糖快速進行加氫反應(yīng)，減少葡萄糖進一步降解等副反應(yīng)的發(fā)生，液相中碳回收率顯著

3、提高，由50%增加到80%以上。
　　制備了不同鋯錫比例的磷酸氧鋯錫，XRD與BET的結(jié)果表明，在SnOPO4中摻入過渡金屬Zr，隨著Zr加入量的增多，磷酸氧鋯錫逐漸從結(jié)晶狀態(tài)趨于無定形狀態(tài)，且介孔結(jié)構(gòu)減少，孔體積減??；NH3-TPD及Py-IR等酸性表征表明ZrSnOPO4(2:1)具有最多的B酸和總酸量，ZrSnOPO4(1:4)具有最多的L酸。31PMAS NMR表征證明了ZrSnOPO4(2:1)具有最多的P-(OZr)2

4、和P-(OZr)3鍵，從而具有最多的酸量，進一步解釋了酸性表征結(jié)果。
　　以纖維二糖水解反應(yīng)為模型反應(yīng)，考察不同鋯錫比例的ZrSnOPO4的催化性能。ZrSnOPO4(2:1)水解產(chǎn)物葡萄糖收率達69.2%，以ZrOPO4和SnOPO4為催化劑時，葡萄糖的收率分別為55%和53.9%。ZrSnOPO4(2:1)中B酸最多，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率最高，達85%，ZrSnOPO4(1:4)中L酸最多，葡萄糖選擇性最高，達91.4%。考察了ZrSn