Cu基催化剂上二氧化碳和甘油反应制取碳酸甘油酯的研究

【作者】 张娟； 李亚晋； 刘佳雄； 贺德华；

【机构】 清华大学化学系；

【摘要】 把生物柴油制造过程产生的副产物甘油转化成具有高附加值的产品,是提高生物柴油效益的重要途径之一[1]。甘油和CO2反应可以生成碳酸甘油酯,该反应可以将两种废物转化成为高附加值的化工产品,对资源有效利用和保护环境都有重要意义。甘油和CO2生成碳酸甘油酯的反应在热力学上不利[2],但利用脱水剂移除反应生成的水,可以打破热力学平衡[3]。本研究使用Cu基催化剂,耦合乙腈水解反应、移动反应平衡,研究了Cu基催化剂的性能。Cu基催化剂的制备采用浸渍法(Cu/MgO、Cu/La2O3、Cu/ZrO2、Cu/Al2O3)或共沉淀法(Cu-Al2O3、Cu-Zn-Al2O3)。催化剂采用XRD、ICP-AES、BET、TEM、TPD、TPR等方法进行了表征。甘油和CO2转化生成碳酸甘油酯的反应在100m L高压反应釜中进行。反应结果表明,在负载型Cu/MgO和Cu/La2O3催化剂上,甘油转化率较低,但碳酸甘油酯的选择性较高(分别为26.1%和29.3%);而在Cu/Zr O2和Cu/Al2O3上,虽然转化率稍高,但碳酸甘油酯的选择性较低。对于共沉淀法制备的Cu-Al2O3,虽然甘油转化率较低,但碳酸甘油酯的选择性比负载型Cu/Al2O3的高出近4倍。向Cu-Al2O3添加ZnO,转化率和选择性都有所提高。Cu催化剂性能与Cu颗粒大小及助剂效应有关。更多还原