蒙脱石负载含钒氧化物催化甘油脱水氧化性能探究

发布时间：2020-08-15 21:24

【摘要】：甘油作为可再生生物质资源生产燃料以及化学品是一种有巨大潜力的方式来缓解化石燃料的短缺问题以及减少二氧化碳的排放。许多催化技术已经应用于甘油催化转化为有用的化学物质如丙烯酸、甲醇、环氧氯丙烷、1,2-丙二醇等。其中丙烯酸是一种重要且用途广泛的化学品,如作为预处理剂生产塑料,纺织抛光剂和洗涤剂等。蒙脱石是一种具有中强酸性位的层状粘土二维材料,可以作为固体酸催化剂。而且本课题组之前已经报道了蒙脱石作为固体酸催化剂催化甘油脱水反应。因此,本文通过在磷酸改性的蒙脱石上负载含钒氧化合物作为双功能催化剂,催化甘油在单床层系统中一步脱水氧化制备丙烯酸。其中,酸化的蒙脱石提供酸性位催化甘油脱水,含钒氧化合物提供氧化还原位氧化丙烯醛至丙烯酸。通过SEM、XRD、FT-IR、NH3-TPD以及XPS等表征手段探究了氧化钒、W-V-O以及Mo-V-O三种含钒的氧化物作为氧化催化剂负载在蒙脱石上的价态、结构特征、表面酸量、酸强度以及催化甘油脱水氧化的性能。以20wt.%的甘油为原料在反应温度320℃,载气流速为20 ml/min的条件下,发现以氧化钒作为氧化催化剂,在500℃焙烧温度下制备的5wt.%-MMT-500催化性能最佳,甘油完全转化,丙烯酸的选择性却只有5.63%。W-V-O氧化物作为氧化催化剂时,在350℃焙烧温度下制备的W/V比为1:1的W/V-1-MMT-350催化性能最佳,但是甘油的转化率和丙烯酸的选择性却分别只有15.82%和2.77%。而相比较,Mo-V-O氧化物最适合作为氧化催化剂,0.98-MMT-500催化活性最佳,甘油的转化率达到64.01%,丙烯酸的选择性达到8.47%。并且我们探究了O_2/(O_2+N_2)比为0.2时的载气更适合甘油脱水氧化过程中的氧化反应的进行,符合Mars-van Krevelen机理。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O621.251
【图文】：

催化系统,双反应器,单反应,甘油

江工业大学硕士学位论文以及操作并且可以提高整体运用效率，降低设备投入。还有另一种观催化剂系统催化反应过程中，脱水反应吸热过程和氧化反应放热过程量的平衡[15]。.2.1 双床层催化剂系统双床层催化系统催化甘油转化制备丙烯酸，在一个或者两个反应器剂和氧化催化剂分别应用于甘油脱水反应和中间产物氧化反应（Fig为止，对于双床层催化系统催化甘油脱水以及后续氧化制备丙烯酸，物的不同，总体分为两类：1. 以丙烯醛为中间产物；2.以烯丙醇为

路线图,脱水反应,丙烯醛氧化,催化系统

浙江工业大学硕士学位论文绪论而在 Lewis 酸性位上，甘油的脱水反应却是以完全不同的方式进行，甘油的端羟基消去得到 2，3-二羟基丙烯和伪 Br nsted 酸性位。而伪 Br nsted 酸性位可以通过脱水反应失去质子再生成 Lewis 酸性位。这样的路线是用来解释的选择性乙醛和乙酸在路易斯酸催化剂出现高于 Br nsted 酸催化剂。

选择性氧化,丙烯醛,机理,烯丙醇

图 1.5 选择性氧化丙烯醛制备丙烯酸的 Mars van Krevelen 机理。Fig. 1.5 The Mars van Krevelen mechanism for selective oxidation of the acrolein to acrylic aci1.2.1.2 烯丙醇为中间产物

【相似文献】