CuOx-粘土催化劑制備及催化甘油脫水氧化性能研究.pdf

1、甘油作為酯交換生產(chǎn)生物柴油過(guò)程主要副產(chǎn)物，每1噸生物柴油副產(chǎn)約0.1噸甘油。近年來(lái)，生物柴油作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，全球生產(chǎn)量和需求量不但增長(zhǎng)，甘油市場(chǎng)飽和且過(guò)剩問(wèn)題也隨之而來(lái)，嚴(yán)重限制生物柴油工業(yè)發(fā)展。目前，催化甘油脫水氧化連串反應(yīng)制丙烯酸成為解決甘油過(guò)剩關(guān)注新熱點(diǎn)，而開(kāi)發(fā)該工藝難點(diǎn)在于兼具脫水和氧化雙功能材料篩選。
　　蒙脫土是2∶1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽粘土礦物，具有陽(yáng)離子交換性、強(qiáng)物理化學(xué)吸附性和較好膠體化學(xué)性質(zhì)。蒙脫土本身作為一種

2、典型固體酸材料，兼具B和L酸性位。因蒙脫土廉價(jià)易得且綠色環(huán)保，常將無(wú)機(jī)酸和金屬鹽改性后蒙脫土作為脫水反應(yīng)催化劑和催化劑載體。Cu作為過(guò)渡金屬且有0、+1、+2等多種氧化態(tài)，單質(zhì)和氧化物具有較好氧化還原活性，常作為助劑減少貴金屬用量或完全取代部分貴金屬的材料，成功應(yīng)用于諸多有機(jī)反應(yīng)中。
　　本文結(jié)合蒙脫土和銅基材料物理化學(xué)特性，探索制備廉價(jià)、環(huán)保且兼具酸性和氧化還原活性納米復(fù)合材料。本實(shí)驗(yàn)考察了磷酸酸化和負(fù)載、不同CuOx制備方法(

3、NaBH4還原法，葡萄糖還原法和煅燒處理)和不同CuOx負(fù)載量對(duì)CuOx/粘土材料組成和結(jié)構(gòu)影響及伴隨帶來(lái)酸性和氧化還原活性變化，然后優(yōu)化了反應(yīng)溫度、反應(yīng)空速和氧氣濃度，并探討了甘油脫水氧化可能發(fā)生機(jī)理。
　　通過(guò)表征發(fā)現(xiàn)，成功制備了兼具酸性和氧化還原活性的CuOx/粘土雙功能納米復(fù)合材料。將該材料用于甘油脫水氧化連串反應(yīng)時(shí)，最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度360℃，甘油流量0.05mL/min，氧氣濃度21vol.％空氣。甘油幾乎完全轉(zhuǎn)化