随着化石能源的不断减少,可再生能源的利用对社会的可持续发展至关重要。生物柴油作为可再生能源被部分用于代替石油产品。甘油是大豆油或动物脂肪生产生物柴油的主要副产品,约占生物柴油产量的10 wt.%,随着生物柴油行业的快速发展,甘油大量过剩,价格持续走低。因此,将过剩甘油通过催化工艺转化为高附加值的精细化学品具有重要的工业价值。甘油氢解可以得到多种醇类化学品,其中1,3-丙二醇（1,3-PDO）具有重要的工业应用价值,是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的重要原料。但甘油仲位羟基氢解制1,3-PDO在热力学和空间位阻效应上均不利,造成产物的选择性差。目前报道的Pt-W负载型催化剂在甘油制1,3-PDO具有较好的催化性能,但多数研究集中于铂和氧化钨负载型三元和多元催化体系,由于催化剂组成复杂,对于氧化钨物种的结构以及催化作用机制仍不清楚。本论文从简化催化剂的组成入手,采用三氧化钨直接作为载体负载Pt用于甘油氢解反应。设计与合成了不同结构的三氧化钨（WO₃）以及具有不同氧缺陷的WO₃,系统地研究了氧化钨的结构对于Pt负载型催化剂的分散度、粒径大小、配位环境、酸性和酸强度的影响。通过催化剂的表征信息和甘油催化反应结果相关联,深入认识和理解了氧化钨物种在促进1,3-PDO高选择性生成中的作用。通过优化催化反应体系和条件,制备出了优良的甘油氢解制1,3-PDO催化剂。论文的主要研究内容和结论如下:1.相同结构的WO₃中氧缺陷对于甘油氢解制1,3-丙二醇的促进作用。我们成功合成了具有不同氧空位（V_O）的氧化钨,并直接负载Pt作为催化剂用于甘油氢解反应。发现含有大量氧空位的氧化钨（H-WO₃）负载铂比低氧空位的氧化钨（L-WO₃）具有更高的催化活性和选择性。催化剂表征结果表明,和Pt/L-WO₃相比,由于H-WO₃载体具有较多的氧空位,使得Pt/H-WO₃催化剂上Pt纳米颗粒分散更均匀且粒径较小、较高的酸强度以及Pt和载体强的相互作用,因此极大地提高甘油的转化率和1,3-PDO的选择性。同时,基于催化剂的结构和催化性能,我们提出了Pt/H-WO₃上进行甘油氢解的催化机理,其中具有氧缺陷的钨原子与甘油分子的两个末端-OH基团进行配位,仲位-OH基团被Pt-（WO_x）_n-H中的B酸以及原位生成的H^δ+物种质子化进行脱水反应,从而提高了1,3-丙二醇的选择性。2.系统地研究了不同结构的WO₃负载Pt催化剂对甘油氢解性能的影响。分别选择结构不同的单斜晶相（m-WO₃）和六方晶相（h-WO₃）的氧化钨负载Pt作为催化剂,用于催化甘油氢解制1,3-丙二醇。优化反应条件下,2 wt%Pt/m-WO₃对甘油转化率为81.2%,其催化活性是2wt%Pt/h-WO₃的四倍,二者对1,3-PDO的选择性相近。通过XRD、XPS、TEM等表征手段对催化剂进行了研究,Pt/m-WO₃催化剂含有更多比例的W⁵⁺物种和粒径较小的Pt纳米颗粒,这一结果归因于贵金属Pt与单斜相WO₃产生了更强相互作用,有助于Pt纳米粒子的高分散。酸性质表征结果表明Pt/m-WO₃具有更多的有效酸性位,对甘油氢解表现出更高的催化活性。3.系统地研究了WO₃合成过程中煅烧处理方式对负载Pt催化剂的催化性能影响。我们分别通过500和900°C煅烧偏钨酸铵得到WO₃（分别命名为WO₃-500和WO₃-900）,并直接负载Pt作为催化剂催化甘油氢解反应。发现Pt/WO₃-500具有较好的催化效果,在140°C,5MPa,12h的反应条件下甘油转化率为35.9%,1,3-PDO的选择性达到50.5%,而Pt/WO₃-900催化剂对甘油的转化率仅为17%左右。通过XRD、XPS、H₂-TPR和TEM表征对催化剂进行了系统表征,发现低的煅烧温度有利于形成更多的W⁵⁺物种,氧空位使得载体更容易和Pt物种产生强的相互作用,使得Pt/WO₃-500催化剂具有均匀分散Pt纳米颗粒。通过NH₃-TPD和Py-IR对催化剂的酸性进行了系统的研究,并分析了酸性质对甘油氢解反应结果的影响,Pt/WO₃-500催化剂具有较高的酸量,有助于甘油氢解过程中的羟基脱水。