本文主要研究内容
作者王庆楠（2019）在《乙醇催化转化制高值含氧化学品》一文中研究指出：以生物质乙醇作为平台分子合成高值含氧化学品能够丰富可持续发展的新资源结构体系。乙醇较活泼,反应网络复杂,伴随脱氢、脱水、酯化、酮基化、缩合等反应,产物分布宽,因此乙醇的高值转化利用的核心是催化反应机制导向的活性位精准设计。本论文提出了采用C/SBA-15复合载体制备Cu基催化剂的新策略,实现了乙醇高效脱氢制备乙醛;设计合成了羟基磷灰石纳米线,其表面暴露高密度的C-C偶联活性位,加快了乙醇偶联反应速率,增加了C-12高碳脂肪醇产物的选择性;制备了钴-羟基磷灰石多功能催化剂,开拓了一条由乙醇直接制备芳香醇的新路线。主要研究结果如下:(1)乙醇脱氢制备乙醛:采用炭层包覆技术,制备了薄层炭包覆在介孔二氧化硅表面的C/SBA-15复合载体;利用H2气氛下Cu催化与其接触的炭层中的碳原子气化生成CH4这一反应,将炭层刻蚀从而暴露出Si02表面,形成Cu-Si02界面,构筑出具有C-Si02、Cu-C和Cu-Si02界面的Cu/C/SB A-15多界面复合催化剂。炭层覆盖了 SB A-15表面的[Si-OH]官能团,并促进Cu物种还原至金属态,减少了催化剂表面Cu+位的数量,这两方面作用减少了乙醛发生副反应的活性位数量。Cu与SBA-15表面之间的化学相互作用抑制了 Cu的团聚和长大,保证金属原子的表面暴露度。Cu/C/SBA-15多界面复合催化剂结合了 Cu/SBA-15和Cu/C分别在稳定性和选择性方面的优势。在乙醇重时空速为2.4 gC2H5OH.gCat.-1·h-1和260 ℃的反应条件下,Cu/C/SBA-15催化乙醇的转化率为83%,乙醛选择性为98%,且在60 h测试范围内催化活性保持不变。(2)乙醇偶联制备C4-12高碳脂肪醇:合成了表面富含[Ca-O-P]活性位的羟基磷灰石纳米线。[Ca-O-P]位是C-C偶联的活性位,其高的表面密度增加了反应中间体在催化剂表面的覆盖度,提高了 C-C偶联反应速率,促进了 C6-12高碳脂肪醇的生成。在乙醇重时空速为0.8 gC2H5OH·gCat-1·h-1和325 ℃的反应条件下,羟基磷灰石纳米线催化乙醇的转化率为45.7%,正丁醇选择性为30.4%,C6-12高碳脂肪醇选择性为63.9%。羟基磷灰石纳米线催化乙醇主要经历“直接偶联”路径生成高碳脂肪醇。但在乙醇偶联反应中,部分乙醇脱氢生成乙醛;乙醛发生多步C-C偶联反应,生成的含氧碳质沉积物毒化和覆盖活性位致使催化反应速率下降。失活后的催化剂经500 ℃氧化处理后,催化剂活性完全恢复。(3)乙醇制备芳香醇:制备了钴-羟基磷灰石多功能催化剂,可直接催化乙醇生成芳香醇,并显示出高的选择性。[Co-O-P]活性位催化乙醇脱氢生成乙醛,乙醛在羟基磷灰石表面酸-碱位上发生C-C偶联、脱氢环化和加氢反应生成甲基苯甲醇。其中乙醇脱氢是速率控制步骤,2-丁烯醛是重要的中间体。2-丁烯醛经历两条反应路径生成甲基苯甲醇,即1)2-丁烯醛→2,4,6-辛三烯醛→ 2-甲基苯甲醛→2-甲基苯甲醇,2-丁烯醛→ 4-甲基苯甲醛→ 4-甲基苯甲醇;2)2-丁烯醛→2-丁烯醇,2-丁烯醛+2-丁烯醇→ 2/4-甲基苯甲醇。增加乙醇分压和提高反应温度有利于甲基苯甲醛和2-丁烯醛的羰基官能团加氢生成相应醇。在乙醇重时空速为1.0 gC2H5OH·gCat-1·h-1和325 ℃的反应条件下,钴-羟基磷灰石催化乙醇的转化率为35%,2-甲基苯甲醇的选择性为54%。
Abstract
yi sheng wu zhi yi chun zuo wei ping tai fen zi ge cheng gao zhi han yang hua xue pin neng gou feng fu ke chi xu fa zhan de xin zi yuan jie gou ti ji 。yi chun jiao huo po ,fan ying wang lao fu za ,ban sui tuo qing 、tuo shui 、zhi hua 、tong ji hua 、su ge deng fan ying ,chan wu fen bu kuan ,yin ci yi chun de gao zhi zhuai hua li yong de he xin shi cui hua fan ying ji zhi dao xiang de huo xing wei jing zhun she ji 。ben lun wen di chu le cai yong C/SBA-15fu ge zai ti zhi bei Cuji cui hua ji de xin ce lve ,shi xian le yi chun gao xiao tuo qing zhi bei yi quan ;she ji ge cheng le qiang ji lin hui dan na mi xian ,ji biao mian bao lou gao mi du de C-Cou lian huo xing wei ,jia kuai le yi chun ou lian fan ying su lv ,zeng jia le C-12gao tan zhi fang chun chan wu de shua ze xing ;zhi bei le gu -qiang ji lin hui dan duo gong neng cui hua ji ,kai ta le yi tiao you yi chun zhi jie zhi bei fang xiang chun de xin lu xian 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)yi chun tuo qing zhi bei yi quan :cai yong tan ceng bao fu ji shu ,zhi bei le bao ceng tan bao fu zai jie kong er yang hua gui biao mian de C/SBA-15fu ge zai ti ;li yong H2qi fen xia Cucui hua yu ji jie chu de tan ceng zhong de tan yuan zi qi hua sheng cheng CH4zhe yi fan ying ,jiang tan ceng ke shi cong er bao lou chu Si02biao mian ,xing cheng Cu-Si02jie mian ,gou zhu chu ju you C-Si02、Cu-Che Cu-Si02jie mian de Cu/C/SB A-15duo jie mian fu ge cui hua ji 。tan ceng fu gai le SB A-15biao mian de [Si-OH]guan neng tuan ,bing cu jin Cuwu chong hai yuan zhi jin shu tai ,jian shao le cui hua ji biao mian Cu+wei de shu liang ,zhe liang fang mian zuo yong jian shao le yi quan fa sheng fu fan ying de huo xing wei shu liang 。Cuyu SBA-15biao mian zhi jian de hua xue xiang hu zuo yong yi zhi le Cude tuan ju he chang da ,bao zheng jin shu yuan zi de biao mian bao lou du 。Cu/C/SBA-15duo jie mian fu ge cui hua ji jie ge le Cu/SBA-15he Cu/Cfen bie zai wen ding xing he shua ze xing fang mian de you shi 。zai yi chun chong shi kong su wei 2.4 gC2H5OH.gCat.-1·h-1he 260 ℃de fan ying tiao jian xia ,Cu/C/SBA-15cui hua yi chun de zhuai hua lv wei 83%,yi quan shua ze xing wei 98%,ju zai 60 hce shi fan wei nei cui hua huo xing bao chi bu bian 。(2)yi chun ou lian zhi bei C4-12gao tan zhi fang chun :ge cheng le biao mian fu han [Ca-O-P]huo xing wei de qiang ji lin hui dan na mi xian 。[Ca-O-P]wei shi C-Cou lian de huo xing wei ,ji gao de biao mian mi du zeng jia le fan ying zhong jian ti zai cui hua ji biao mian de fu gai du ,di gao le C-Cou lian fan ying su lv ,cu jin le C6-12gao tan zhi fang chun de sheng cheng 。zai yi chun chong shi kong su wei 0.8 gC2H5OH·gCat-1·h-1he 325 ℃de fan ying tiao jian xia ,qiang ji lin hui dan na mi xian cui hua yi chun de zhuai hua lv wei 45.7%,zheng ding chun shua ze xing wei 30.4%,C6-12gao tan zhi fang chun shua ze xing wei 63.9%。qiang ji lin hui dan na mi xian cui hua yi chun zhu yao jing li “zhi jie ou lian ”lu jing sheng cheng gao tan zhi fang chun 。dan zai yi chun ou lian fan ying zhong ,bu fen yi chun tuo qing sheng cheng yi quan ;yi quan fa sheng duo bu C-Cou lian fan ying ,sheng cheng de han yang tan zhi chen ji wu du hua he fu gai huo xing wei zhi shi cui hua fan ying su lv xia jiang 。shi huo hou de cui hua ji jing 500 ℃yang hua chu li hou ,cui hua ji huo xing wan quan hui fu 。(3)yi chun zhi bei fang xiang chun :zhi bei le gu -qiang ji lin hui dan duo gong neng cui hua ji ,ke zhi jie cui hua yi chun sheng cheng fang xiang chun ,bing xian shi chu gao de shua ze xing 。[Co-O-P]huo xing wei cui hua yi chun tuo qing sheng cheng yi quan ,yi quan zai qiang ji lin hui dan biao mian suan -jian wei shang fa sheng C-Cou lian 、tuo qing huan hua he jia qing fan ying sheng cheng jia ji ben jia chun 。ji zhong yi chun tuo qing shi su lv kong zhi bu zhou ,2-ding xi quan shi chong yao de zhong jian ti 。2-ding xi quan jing li liang tiao fan ying lu jing sheng cheng jia ji ben jia chun ,ji 1)2-ding xi quan →2,4,6-xin san xi quan → 2-jia ji ben jia quan →2-jia ji ben jia chun ,2-ding xi quan → 4-jia ji ben jia quan → 4-jia ji ben jia chun ;2)2-ding xi quan →2-ding xi chun ,2-ding xi quan +2-ding xi chun → 2/4-jia ji ben jia chun 。zeng jia yi chun fen ya he di gao fan ying wen du you li yu jia ji ben jia quan he 2-ding xi quan de tang ji guan neng tuan jia qing sheng cheng xiang ying chun 。zai yi chun chong shi kong su wei 1.0 gC2H5OH·gCat-1·h-1he 325 ℃de fan ying tiao jian xia ,gu -qiang ji lin hui dan cui hua yi chun de zhuai hua lv wei 35%,2-jia ji ben jia chun de shua ze xing wei 54%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自大连理工大学的王庆楠，发表于刊物大连理工大学2019-04-22论文，是一篇关于乙醇论文,催化转化论文,纳米催化剂论文,高碳脂肪醇论文,芳香醇论文,偶联论文,大连理工大学2019-04-22论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自大连理工大学2019-04-22论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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