固體酸負載釕雙功能催化劑催化纖維素轉化制六元醇反應研究.pdf

1、纖維素水解加氫制六元醇具有突出的原子經(jīng)濟性，是木質纖維素轉化制高附加值平臺化合物的重要途徑之一。本文制備了一系列固體酸負載釕雙功能催化劑，研究了熱水體系下催化劑對纖維素水解加氫一步轉化制六元醇的催化活性。
　　首先考察了酸性沸石分子篩HY、Hbeta和HZSM-5負載釕催化劑對纖維素加氫反應活性。相比于以HY和Hbeta為載體的催化劑，HZSM-5-Ru催化劑可同獲得較高的纖維素轉化率和六元醇收率。然而，酸性沸石分子篩負載釕催化劑

2、的微孔結構限制了催化劑活性。
　　選擇不同碳源前驅體制備了一系列的磺酸化碳材料負載釕催化劑，并對其進行表征。結果表明，不同的碳源前驅體經(jīng)過磺酸化過程對-SO3H的結合能力不同，活性炭和介孔CMK-3相比于纖維素衍生化碳具有較高的結合能力，制備的催化劑具有較高的S含量。將制備的催化劑應用于纖維素水解加氫反應，磺酸化的活性炭和介孔碳CMK-3相比于纖維素衍生碳具有較高的催化活性，對多元醇有良好的選擇性，SCMK-3-RuN150催化劑

3、對六元醇的選擇性可高達84％。
　　分別以沉淀法、水熱一步法和后合成的方法制備的介孔型氧化鋯-氧化硅負載釕催化劑，對其進行表征，并考察其對纖維素水解加氫反應的催化活性。以SBA-15為硬模板后合成法制備的催化劑可以保持SBA-15的有序孔道結構，但隨著Zr含量的增加在一定程度造成了有序孔道的坍塌或堵塞。催化劑表面酸中心主要為弱酸和中等強度的酸中心，這是導致催化活性較低的主要原因。相同Zr/Si摩爾比的情況下，具有較大比表面積的催化

4、劑表面具有更多的可接觸酸活性位，并有利于Ru納米粒子的分散;相同的合成方法制備的催化劑表面酸濃度隨鋯含量增加而增大。催化活性由弱到強依次為ZrO2-SiO2-Ru＜OZSBA-15-Ru＜PZSBA-15-Ru。反應溫度對產(chǎn)物六元醇的選擇性有較大影響，反應溫度的升高導致生成的六元醇發(fā)生分解反應，使未知可溶性有機物的收率增加。以PZSBA-15-Ru(0.5)為催化劑，在190℃下反應12h，纖維素轉化率為51.2％，六元醇收率為36.1

5、％。
　　通過沉淀法制備了硫酸化氧化鋯負載釕催化劑，對催化劑進行結構表征，并考察其對纖維素水解加氫反應的催化活性。經(jīng)過硫酸化處理的氧化鋯負載釕催化劑，硫酸根離子與氧化鋯通過化學鍵結合在表面產(chǎn)生強酸活性位，有效增強催化劑酸性。500℃焙燒的硫酸化氧化鋯載體可以形成四方相氧化鋯的晶體結構，有效催化纖維素水解反應的發(fā)生并具有對六元醇的高選擇性。摻雜Si可有效增加催化劑表面Br(o)nsted酸活性位含量，使催化劑具有更高的[B]/[L]