Cu-Ti氧化物催化剂制备及其催化脂肪酸甲酯加氢的性能

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本文采用共沉淀法和分步沉淀法制备了CuO-MO(MO=Cr2O3、SiO2、TiO2)复合氧化物催化剂。应用BET、XRD、NH3-TPD和H2-TPR等表征技术,探讨了催化剂的制备方法对催化剂的晶型、孔结构、酸强度、氧化铜分散度等物化性质的影响,并与其催化FAMEs加氢制备脂肪醇的反应性能进行关联,形成以下主要认识:(1)与CuO-Cr2O3和CuO-SiO2催化剂相比,CuO-TiO2催化剂表现出与二者相当的催化活性。CuO-TiO2催化剂在240℃、5.0 MPa、空速为0.2 h-1和11/1氢油摩尔比的反应条件下,对原料十六酸甲酯和十八酸甲酯的转化率均在97%以上,同时目标产物C16醇和C18醇的选择性分别可达到97.38%和98.42%。(2)在分析不同制备方法对CuO-TiO2催化剂结构及其催化FAMEs加氢影响性能影响的基础上,确定了硝酸辅助的分步沉淀法为制备CuO-TiO2催化剂的最佳工艺。由于在Cu-Ti催化剂制备过程中引入了适量的浓硝酸,钛源得到充分溶解,降低了水合羟基钛的聚集程度,避免了高结晶度的金红石型TiO2的形成,有利于低结晶度的锐钛矿型TiO2的生成,使催化剂获得较为适宜的比表面积、孔径、酸强度;同时促进CuO在TiO2表面的分散,提高催化剂的催化性能。初步明确了CuO-TiO2催化剂中TiO2的晶相结构是影响其催化FAMEs加氢性能的关键因素,这一认知有望为后续设计和制备高活性的CuO-TiO2酯加氢催化剂提高理论参考。
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