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5-羟甲基糠醛作为最具潜力的生物质基平台分子之一,是联系生物质资源与石油基工业的桥梁和关键物质,它可以衍生出许多呋喃类化工产品通过催化加氢、氧化脱氢、酯化、卤化等化学反应。2.5-二甲基呋喃(DMF)是一种可比拟汽油的新型液体生物燃料,能解决乙醇作为生物质燃料的诸多不足,可由5-羟甲基糠醛通过催化加氢制得,因此开发一种高效转化为DMF的催化剂是当务之急。而寻找合适的载体是制备高选择性催化剂的最有效的方法。双金属氧化物由于其酸碱度,稳定性等特性在多相催化领域受到广泛的关注。本文以金属氧化物为载体,以Ru金属为活性位点组装催化剂,探究载体对Ru金属催化5-羟甲基糠醛加氢性能的促进作用。详细内容如下:1.CoFe类水滑石氧化物负载Ru对5-羟甲基糠醛加氢性能的研究本实验采用还原-沉淀法,将贵金属Ru负载到MM-LDO(M=Co,Ni,Fe)表面,得到不同催化剂,并探究其对5-羟甲基糠醛的催化加氢性能。实验表明Ru/CoFe-LDO表现很高的催化活性。以Ru/CoFe-LDO为最优催化剂,采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、TGA、XPS等表征载体及催化剂的结构特征,探究反应温度、反应时间、反应压力、催化剂的量及煅烧温度对催化性能的影响,并提出可能的反应途径。由于CoFe-LDO与贵金属Ru的协同作用,进一步促进HMF转化为DMF。2.Fe-Al金属氧化物气凝胶负载贵金属Ru对5-羟甲基糠醛选择性加氢性能的研究本实验采用恒pH-共沉淀法制备M-Al(M=Fe,Ni,Co,Cr,Mn)氢氧化物气凝胶,通过超临界乙醇干燥并煅烧得M-Al金属氧化物气凝胶。以M-Al金属氧化物气凝胶为载体的Ru基催化剂用于HMF的选择性加氢反应,实验表明Ru/Fe-A表现出最好的活性及对DMF的选择性。与类水滑石氧化物相比,金属氧化物气凝胶载体具有低密度,高比表面积,大孔和高热稳定等优点,具有较高的活性中心分散性和较好的传质性能。实验表明,Fe-A为载体表现出非常好的催化活性和对DMF的选择性。通过重复性实验对催化剂进行稳定性测试,表明Ru/Fe-A具有很好的催化性能和稳定性。3.ZIF模板化金属氧化物负载贵金属Ru对5-羟甲基糠醛选择性加氢性能的研究本实验采用ZIF为模板制备中空结构的ZnCo4O5复合氧化物,以其为载体采用传统的浸渍-还原-沉淀法制备了 Ru基催化剂,并以此作为HMF选择性加氢的催化剂。与类水滑石氧化物和金属氧化物气凝胶相比,中空结构的ZnCo4O5复合氧化物载体具有十二面体结构,高比表面积,高热稳定等优点,具有较高的活性中心分散性和较好的传质性能,其中Ru的负载量为3%,DMF选择性能达到95.3%,表明Ru/ZnCo4O5具有更好的催化活性。通过重复性实验对催化剂进行稳定性测试,表明Ru/Fe-A具有很好的催化性能和稳定性。