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吡啶碱是吡啶和各种烷基吡啶（如2-甲基吡啶、3-甲基吡啶和4-甲基吡啶等）的总称,是一类极为重要的杂环化学物,尤以3-甲基吡啶最为重要。吡啶碱广泛用于生产农药和医药、饲料和其它精细化学品。目前,工业上采用甲醛/乙醛/氨生产吡啶碱。该路线存在的问题在于,产物主要为吡啶,3-甲基吡啶的收率较低（不超过27%）,并伴随有4-甲基吡啶的生成。由于3-甲基吡啶和4-甲基吡啶的沸点相差很小（<1℃）,导致产物的分离极为困难。此外,甲醛和乙醛具有较大的毒性,且易于聚合,从而导致催化剂极易失活。因此,开发新的更为先进的合成吡啶碱路线非常必要。甘油是一种可再生的生物质资源,目前大量副产于生物柴油过程。甘油经催化脱水可转化为丙烯醛,而丙烯醛/氨反应可以得到高收率的3-甲基吡啶,且无4-甲基吡啶的生成。尽管丙烯醛也存在着毒性大和易于聚合的问题,但通过甘油催化脱水原位生成丙烯醛或丙烯醛缩醛化转为丙烯醛缩醛,则可以有效地解决上述与丙烯醛有关的问题。因此,以甘油为原料合成3-甲基吡啶是一条绿色路线。既能促进生物柴油产业的发展,又能从根本上解决现有吡啶碱工艺过程所存在的问题,其研究理论意义和经济价值均非常重大。本论文工作首次提出并且对甘油制吡啶碱路线进行了系统研究。研究工作对于该路线中的各种影响因素。例如,催化剂、反应原料、反应类型、反应器类型、加热方式以及反应条件等,进行了系统地考察,并探讨了相关的反应机理。主要研究内容和进展如下:（1）丙烯醛/氨气相反应制吡啶碱。考察了催化剂本质、反应温度、空速及反应原料组成等因素对于吡啶和3-甲基吡啶总收率的影响。结果表明,在反应温度为425℃、液相空速为0.86 h-1和丙烯醛/氨/水摩尔比为1/2/2的条件下,以Mg（NO3）2和HF连续处理的HZSM-5为催化剂,吡啶碱总收率达到54%,其中,吡啶和3-甲基吡啶收率均为27%,无4-甲基吡啶。（2）丙烯醛缩醛/氨气相反应制吡啶碱。考察了不同的缩醛（丙烯醛二甲缩醛和二乙缩醛）、反应原料配比、反应温度、空速以及催化剂本质、用量和粒径尺寸等因素对于吡啶碱总收率的影响。结果表明,以丙烯醛二甲缩醛或丙烯醛二乙缩醛为反应原料,均可以有效地解决丙烯醛聚合所导致的严重堵塞反应的问题。对于丙烯醛二甲缩醛/氨反应,在反应温度为450℃、液相空速为0.75 h-1和丙烯醛/氨/水摩尔比为1/3.5/1的条件下,以HZSM-5为催化剂,吡啶碱总收率约为50%。当催化剂的粒径为20-40目和停留时间小于0.08 s时,可以消除内、外扩散效应的影响。与其它催化剂相比,F/MgHZSM-5（小晶粒HZSM-5）表现出更好的催化性能,吡啶碱总收率达到55%,其中,3-甲基吡啶收率可达到34%,并且无4-甲基吡啶的生成。对于丙烯醛二乙缩醛/氨反应,在所筛选的大量催化剂中,ZnO/HZSM-5表现出最高的催化性能。对载体HZSM-5先进行碱-酸连续处理（HZSM-5-At-acid）、再进行ZnO负载,所得到的ZnO/HZSM-5-At-acid催化剂与ZnO/HZSM-5相比,其寿命得到大大地延长。经过多次再生处理后,吡啶和3-甲基吡啶总收率增加至约为83%,其中,3-甲基吡啶收率约为47%。在所有条件下,4-甲基吡啶收率均不超过10%。（3）甘油/氨气相反应制吡啶碱。考察了反应器模式（单级和两级串联固定床连续流动性反应器）、催化剂本质、反应温度、空速、甘油浓度、甘油/氨摩尔比和反应时间等因素对吡啶碱总收率的影响。结果表明,在单级反应器中,以HZSM-5-At-acid为催化剂,在反应温度为425℃、液相空速为0.60 h-1、甘油质量分数为36 wt%、甘油/氨摩尔比为1/5和反应时间为13 h条件下,吡啶碱总收率为32%。在两级串联反应器模式中,第一级反应器（甘油催化脱水制丙烯醛）填充HZSM-5-At催化剂及反应温度为330℃、或填充HZSM-22或HZSM-22-At-acid催化剂及反应温度为400℃,第二级反应器（丙烯醛/氨缩合制吡啶碱）填充ZnO/HZSM-5-At-acid催化剂及反应温度为425℃,在液相空速为0.45h-1、甘油质量分数为20 wt%、甘油/氨摩尔比为1/5和反应时间为13 h的条件下,吡啶碱总收率均达到60%以上。在第一级反应器中填充HZSM-22-At-acid催化剂和第二级反应器中填充ZnO/HZSM-5-At-acid催化剂的情况下,吡啶碱总收率大于60%至少能够维持9 h。在甘油/氨反应路线中,添加第三组分丙醛,3-甲基吡啶收率增加至约45%。（4）甘油/铵盐液相反应制备吡啶碱。考察了加热模式（电加热和微波辐射加热）、反应时间、微波辐射功率、反应原料组成、铵盐种类、甘油中的杂质以及催化剂本质等因素对3-甲基吡啶收率的影响。结果表明,在电加热和微波加热模式下,所得到的吡啶碱中,除个别情况下含有微量的2,5-二甲基吡啶外,均只含有3-甲基吡啶。采用传统的电加热模式,3-甲基吡啶收率极其低。而采用在微波辐射加热模式,3-甲基吡啶收率得到显著的提高。在反应温度100℃、反应时间20 min、反应压力0.1 MPa及醋酸为溶剂和催化剂的条件下,3-甲基吡啶收率达60%。进一步添加TiO2为助催化剂,在同样的条件下,3-甲基吡啶收率提高至71%。