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将甘油通过选择性氢解转化为高附加值的丙二醇(1,3-丙二醇和1,2-丙二醇),不但有经济价值和工业应用前景,而且具有重要的学术研究价值。甘油作为结构最简单的多元醇,是理想的多元醇选择性氢解模型,可用于探索影响多元醇选择性氢解的决定性因素。钌(Ru)基催化剂催化甘油氢解活性最高,但缺点是催化C-C键断裂的能力强,使得丙二醇选择性低。目前Ru基催化剂用于甘油高选择性氢解为丙二醇仍然是一个难题。通过调节Ru与载体之间作用、金属与金属间相互作用,从而抑制Ru催化C-C键断裂能力,同时提高C-O键断裂选择性,是本论文的主要目标。本论文采用“非保护”Ru胶体作为前体,制备了两种Ru纳米粒子粒径小、分布窄的Ru基催化剂:Ru/ZSM-5催化剂和Cu(Ni)-Ru/C双金属催化剂,分别研究其选择性氢解甘油转化为1,3-丙二醇和1,2-丙二醇的反应途径和影响因素。论文主要工作如下:(1)Ru/ZSM-5催化剂的制备及催化甘油选择性氢解性能研究以Ru胶体溶液为前体、以酸为媒介,通过吸附法制备了 Ru/ZSM-5催化剂,并研究了其催化甘油氢解的性能。通过HRTEM、STEM、SEM、XRD、XRF、NH3-TPD、Py-FTIR 和 27Al MAS NMR 等表征手段对催化剂结构进行了表征,表征结果表明Ru纳米粒子均匀负载于分子筛载体上,且分子筛骨架没有显著变化,但其表面酸性得到了调节。对催化剂的催化性能研究结果表明,分子筛的硅铝比、表面酸性特性、Ru/总酸量的比值、氢气压力、反应温度、反应时间等因素均对1,3-丙二醇的选择性有重要影响。其中当硅铝比为70、盐酸处理18h和Ru/总酸量的摩尔比为14.9的情况下,甘油转化率为18%时,1,3-丙二醇的选择性最高可达47%。氯离子的加入,可以抑制产物1,3-丙二醇的氢解,进而提高其选择性。甘油在Ru/ZSM-5(70)催化剂上转化为1,3-丙二醇的途径为“脱水-加氢”,ZSM-5分子筛的催化脱水功能与Ru催化加氢功能间良好的协同作用是获得较高1,3-丙二醇选择性的关键因素。(2)M-Ru/C双金属催化剂的制备及催化甘油氢解性能研究以Ru胶体溶液为前体、M(Cu或Ni)的配合物为修饰金属前体、活性炭为载体,制备了以Ru为活性成分的双金属催化剂(M-Ru/C和Ru-M/C)。通过 HRTEM、AC-HAADF-STEM(球差矫正透射电镜)、H2-TPD等表征手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果表明该催化剂为单原子Cu或Ni修饰的Ru/C催化剂;单原子Cu和Ni显著改变了 Ru氢气的吸附行为。催化性能结果表明:由于单原子Cu或Ni的加入,1,2-丙二醇的选择性大幅上升,由Ru/C上的18%上升到Cu-Ru/C的87%和Ni-Ru/C的81%。通过对甘油转化机理的研究发现,由于Cu和Ni单原子的加入,改变了 Ru的电子结构和几何结构,抑制了其催化C-C键断裂速率,进而提高了 1,2-丙二醇的选择性。在Cu-Ru/C催化剂体系中,当氢气压力大于1MPa后,发现氢气压力越高,甘油转化率越低,表明甘油在通过“脱氢-脱水-加氢”途径转化为1,2-丙二醇的决速步骤为脱氢反应。