纳米Cu-碱双功能催化剂选择氢解生物质基糠醇制备戊二醇研究

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题名	纳米Cu-碱双功能催化剂选择氢解生物质基糠醇制备戊二醇研究
作者	高芳芳
答辩日期	2018-05-24
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	黄志威
关键词	生物质基糠醇选择氢解戊二醇纳米Cu-碱催化剂构效关系 Biomass-derived furfuryl alcohol Selective hydrogenolysis Pentanediols Nano-copper catalyst Structure-function relationship
学位名称	理学硕士
其他题名	无
学位专业	物理化学
英文摘要	生物质基糠醇价廉易得，是经选择氢解合成高附加值1,2-和1,5-戊二醇的理想原料。基于纳米Cu优异的C-O键氢解活性和碱性载体对反应物分子和反应中间体以及催化剂的稳定作用，本论文通过设计不同结构和组成的纳米Cu-碱双功能催化剂，实现生物质基糠醇选择氢解制备戊二醇。主要研究内容和结论如下： 1.采用柠檬酸一步络合法制备了具有一定钙钛矿结构的不同Cu含量CuLaCoO3催化剂，并考察了它们的糠醇氢解性能。研究发现Cu负载量和催化剂预处理条件显著影响催化剂的糠醇氢解性能。973K焙烧的10wt%Cu负载量催化剂经5%H2-95%N2还原处理后，在温和条件下（413K，6MPaH2）可取得100%的糠醇转化率以及55.5%的戊二醇总选择性(其中1,5-戊二醇和1,2-戊二醇的选择性分别为40.3%和15.2%)。关联催化剂构效关系显示Co0主要促进糠醇加氢制四氢糠醇，而Cu0与CoO位点之间的平衡和协同作用对于取得高戊二醇总收率和高1,5-/1,2-戊二醇选择性比起决定性作用。 2.考察了采用沉淀法制备的不同Cu含量的xCu-La2O2CO3-DP纳米棒状催化剂以及不同方法制备的10Cu-La2O2CO3催化剂的糠醇氢解性能。发现具有较小Cu晶粒尺寸和适中表面碱性的10Cu-La2O2CO3-DP纳米棒催化剂比La2O2CO3负载的其他Cu-基催化剂表现出更优异的糠醇氢解性能，在413K，6MPaH2的温和反应条件下取得61.8%的戊二醇总选择性，其中1,2-戊二醇和1,5-戊二醇的选择性分别为45.8%和16.0%，二者之比接近2.9:1。活性Cu与棒状La2O2CO3载体之间的紧密相互作用对ᨀ高糠醇氢解制备戊二醇有着举足轻重的作用。10CuLa2O2CO3-DP催化剂较高的1,2-戊二醇选择性可能与La2O2CO3纳米棒诱导的择型催化及糠醇中羟甲基的位阻效应有关。 3.以碱性羟基磷灰石（HAP）为载体，采用沉积沉淀法制备了不同Cu负载量的纳米Cu-HAP催化剂并考察了它们的糠醇氢解性能。发现5Cu-HAP-DP催化剂表现出最优异的糠醇催化性能，在413K，6MPaH2的温和反应条件下分别取得39.6%和12.5%的1,2-和1,5-戊二醇选择性，二者之比达3.2:1，高于目前文献所报道Cu-基催化剂。循环使用过程中催化剂的损失，可能是造成催化剂活性和选择性逐渐降低的主要原因。
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.licp.cn/handle/362003/25210]
专题	兰州化学物理研究所_OSSO国家重点实验室
作者单位	1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学
推荐引用方式 GB/T 7714	高芳芳. 纳米Cu-碱双功能催化剂选择氢解生物质基糠醇制备戊二醇研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018.