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来自生物质的平台分子乙酰丙酸加氢转化为γ-戊内酯,是生物质转化为液体燃料和碳基化学品的关键步骤,具有重要的环境和现实意义。乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯,关键在于催化剂的选择,将直接影响到反应效果和工业应用前景。本文采用RaneyCu作为乙酰丙酸加氢反应催化剂,研究了铜铝合金活化条件,包括NaOH溶液浓度,活化时间、活化温度等对其催化活性的影响,考察了乙酰丙酸适宜的加氢反应工艺条件;在不同溶剂下重复利用催化剂,采用BET、XRD、TEM等手段表征了催化剂使用前后的性质变化,分析了催化剂活性下降机理;对比研究了贵金属催化剂Ru/C、RaneyNi、RaneyCo、CuO-Cr2O3、自制CuO/SiO2、6种不同元素组成的RaneyCu等催化乙酰丙酸加氢的效果。在实验条件下,实验结果表明,适宜的铜铝合金活化温度为70℃,活化时间为1h,合金:氢氧化钠:水(质量比)=1:1.5:5;RaneyCu催化乙酰丙酸加氢适宜的反应条件:铜铝合金/乙酰丙酸为4/25(g/ml),采用二氧六环为溶剂,为促进酯化反应,加入酸性氧化铝质量为1g/200mL反应液,反应压力为3MPa,加入助剂氢氧化钠,反应温度为135℃,不加助剂,反应温度为155℃。通过表征催化剂,推断其重复使用活性下降可能的机理:乙酰丙酸与Cu、Fe、Ni反应生成乙酰丙酸金属盐类,这些盐类易溶于水而只能少量溶于乙酰丙酸等有机相中,酯化生成的水不能完全溶解金属盐类,从而沉积在催化剂上。一方面与金属反应造成了活性组分的流失,另一方面金属盐类沉积堵塞孔道,造成孔径的减小。为了更好的说明RaneyCu催化剂的良好催化效果,对比了其他几种催化剂。研究发现贵金属活性高,但价格昂贵;RaneyNi和RaneyCo耐酸性能差,重复利用活性明显下降;工业级催化剂CuO-Cr2O3对乙酰丙酸加氢具有很好的催化作用,但是铬具有致癌性,污染环境。