制备方法对 Cu-SiO2催化剂结构及其生物基木糖醇选择氢解性能的影响

• 作者: 刘海超 刘海龙 夏春谷 贾玉庆 陈静 黄志威
• 来源期刊: 分子催化
• 学科: 化学
• 关键词: 高碳多元醇 选择氢解 乙二醇 丙二醇 纳米Cu催化剂
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 207-217
• 页数: 11页
• 分类号: O643.32
• 语种: 中文

摘要

生物质基高碳多元糖醇选择氢解制备高附加值的 C2、C3小分子多元醇具有重要的科学意义和应用前景。采用常规浸渍法（IM）、沉淀凝胶法（PG）、尿素水解沉积沉淀法（UHDP）、蒸氨沉积沉淀法（AEDP）和异相沉积沉淀法（HTDP）等5种不同方法制备了纳米 Cu-SiO2催化剂，通过 XRD、XPS、H2-TPR、BET 和 N2 O 化学吸附等不同方法对催化剂结构进行了表征，以 Ca（OH）2为助剂考察了催化剂在生物基木糖醇选择氢解制备乙二醇和1，2-丙二醇反应中的催化性能。结果显示：制备方法不同 Cu-SiO2催化剂的表面和体相组成不同，IM催化剂焙烧样品表面主要以 CuO 存在，AEDP 和 HTDP 焙烧样品的表面主要是页硅酸铜，而 PG 和 UHDP 焙烧样品的表面 CuO 和页硅酸铜共存；IM和 UHDP 焙烧样品的体相以团聚的大颗粒 CuO 为主，PG 和 HTDP 样品以高分散 CuO 为主， AEDP 样品体相以高分散无定形页硅酸铜存在。受样品中物相组成的影响，不同方法所制备催化剂的分散度按AEDP ＞PG ＞HTDP ＞UHDP ＞IM顺序递减，经 H2还原活化后，催化剂中 Cu0颗粒尺寸按相反顺序递增。催化剂的木糖醇氢解反应活性和二元醇目标产物选择性受制备方法影响十分明显，均按 AEDP、PG、HTDP、UHDP 和 IM的顺序先增高后降低，以 UHDP 法制备的 Cu 颗粒尺寸在12 nm 左右的催化剂表现最佳，主要原因是该反应为结构敏感型反应，活性和选择性依赖于 Cu 颗粒尺寸。