负载型Cu基催化剂制备及糠醛选择加氢活性研究

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糠醇是一种重要的化工原料。目前,糠醛加氢制糠醇生产中常用的催化剂含有对人体有害的Cr物质,并造成环境污染。此外,国内生产的糠醇大部分采用进口催化剂,价格昂贵。因此,研究、开发无Cr高效国产糠醛加氢制糠醇催化剂具有非常重要的现实意义。本文以Cu为活性组分,分别制备了 Cu/TiO2-SiO2、Cu/Al2O3-ZrO2催化剂,采用XRD、BET、H2-TPR、XPS和SEM等对载体和催化剂进行表征,以糠醛选择加氢反应为探针,考察不同催化剂选择加氢活性。结果表明:(1)与Cu/SiO2催化剂相比,研制的Cu/TiO2-SiO2催化剂中引入40wt%的TiO2能够抑制Cu粒子的增长,改善Cu粒子在催化剂中的分散性,从而提高其催化活性;(2)Cu/TiO2-SiO2催化剂中增大Cu负载量,一方面能增加Cu活性粒子数目,提高加氢活性,另一方面也会促进深度加氢反应的进行,导致反应选择性下降;(3)与Cu/Al2O3催化剂相比,研制的Cu/Al2O3-ZrO2中,由于ZrO2的存在,减少CuO与Al2O3的接触,降低了 Cu基催化剂的深加氢能力,提高催化剂选择性;(4)Al2O3-ZrO2载体中Al2O3的存在有助于延迟ZrO2的晶化,避免活性组分Cu嵌入到四方晶相ZrO2晶格中而导致催化剂活性下降。
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