论文部分内容阅读
随着社会经济的快速发展，石油煤炭的大量消耗导致化石能源日渐枯竭，能源问题已成为制约社会经济可持续发展的一大障碍，寻找开发清洁可再生能源已成为人类面临的一项重大任务。生物柴油作为一种清洁可再生燃料，已在越来越多的国家地区得到应用。然而，生物柴油生产过程中会有大量副产物甘油生成，每生产9 kg生物柴油就得到约1 kg甘油粗产品，导致甘油大量过剩，因此开发新的甘油利用途径十分必要。二羟基丙酮作为一种高附加值精细化学品，被广泛应用于化工、医药、农药、化妆品、食品等行业，因此，通过甘油选择性氧化制备二羟基丙酮是一条极具前景的甘油转化途径。 本论文选择非均相磺化Salen金属配合物催化剂，以双氧水为氧化剂，考察其催化甘油氧化制备二羟基丙酮的性能。着重研究了催化剂配位金属离子及水滑石载体对催化活性的影响，初步制备出了一种高活性的催化剂;同时制备了含不同二价金属离子水滑石及不同Mg2+/Al3+比例水滑石载体固载的催化剂，考察了水滑石载体对催化活性的影响。主要结论如下: (1)将磺化Salen金属配合物插入Mg-Al水滑石层间，制备了配体金属离子为Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Cu2+的催化剂，考察了不同配体金属离子对催化反应活性的影响。结果显示，含Cr3+及含Cu2+的催化剂利于H2O2的活化，催化剂反应性能较高;含Cu2+催化剂有利于甘油脱氢，二羟基丙酮选择性较高。 (2)制备了含不同二价金属离子（Mg2+、Zn2+、Ni2+）水滑石固载的Salen-Cu(Ⅱ)配合物催化剂，利用XRD、FT-IR、ICP、CO2-TPD等表征手段对催化剂进行了表征，并对催化剂反应性能进行了评价。结果表明，由于Mg-Al水滑石表面具有较多的-OH，利于H2O2活化，因此Mg-Al水滑石固载的催化剂具有较高的催化反应活性。 (3)制备了一系列不同Mg2+/Al3+比(2∶1，3∶1，4∶1)水滑石固载的Salen-Cu(Ⅱ)配合物催化剂并考察了其催化活性，采用XRD、FT-IR、ICP、CO2-TPD等表征技术对催化剂进行了表征。结果表明随着Mg-Al水滑石的Mg2+/Al3+比降低，水滑石表面-OH数量增加，甘油转化率随之增加，而二羟基丙酮选择性并无明显变化，说明水滑石载体表面-OH对双氧水的有效利用有较大的影响，进而影响甘油转化率，而二羟基丙酮的选择性与载体无明显关系。