高效Pb基催化剂的制备及其催化合成碳酸二苯酯的性能研究

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碳酸二甲酯与苯酚酯交换是合成碳酸二苯酯(DPC)的一条清洁路线,该路线分为酯交换和歧化两个反应步骤,其中第二步甲基苯基碳酸酯(MPC)歧化反应作为该路线合成DPC的关键步骤,其研究核心之一是高效催化剂的开发[1-3]。目前,研究结果显示金属氧化物中Pb基催化剂显示较好的催化活性,将其制备成负载型或混合型金属氧化物显著提高其催化活性、使用寿命和稳定性,然而载体结构会改变活性组分的分布状态、形态和电子结构等,这些因素在很大程度上影响其催化性能。因此,探究载体结构类型的影响并设计合成高效的Pb基催化剂是亟待解决的问题。本工作设计合成五种结构类型的载体固载Pb基催化剂,采用XRD、BET、XPS、NH3-TPD、H2-TPR、Py-IR等手段进行表征,探究载体结构与催化性能的构效关系。图1(A)显示载体类型明显影响Pb基催化剂的催化性能,MgO、ZrO2固载的Pb基催化剂具有较高的催化活性,明显高于Si O2、 Al2O3和Ti O2,其活性顺序为PbO/MgO>PbO/ZrO2>PbO/SiO2> PbO/Al2O3> PbO/TiO2。XRD、BET、H2-TPR、XPS、NH3-TPD、Py-IR表征结果显示高的PbO分散性和较多的Lewis酸活性位是PbO/MgO、PbO/ZrO活性较高的主要原因。由于Pb与Mg、Zr之间具有较强的相互作用,图1(B)和(C)显示PbO/MgO、PbO/ZrO也具有较好的可重复使用性。因而,MgO和ZrO2是制备高效Pb基催化剂用于催化MPC歧化合成DPC最有前景的载体,本工作为歧化反应催化剂体系的开发提供一种新的思路。
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