无额外供氢体下负载型MoFeOx催化剂催化甘油制丙烯醇

兰海 肖熙 袁善良 张彪 周桂林 蒋毅

引用本文: 兰海,  肖熙,  袁善良,  张彪,  周桂林,  蒋毅. 无额外供氢体下负载型MoFeOx催化剂催化甘油制丙烯醇[J]. 物理化学学报, 2017, 33(11): 2301-2309. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705261 shu
Citation:  LAN Hai,  XIAO Xi,  YUAN Shan-Liang,  ZHANG Biao,  ZHOU Gui-Lin,  JIANG Yi. MoFeOx-Supported Catalysts for the Catalytic Conversion of Glycerol to Allyl Alcohol without External Hydrogen Donors[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(11): 2301-2309. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705261 shu

无额外供氢体下负载型MoFeOx催化剂催化甘油制丙烯醇

  • 基金项目:

    中国科学院“西部之光”项目

摘要: 采用浸渍法制备MoFe/XX=SnO2,ZrO2,CeO2,TiO2,CNTs,MgO)以及MoFe氧化物催化剂用于甘油气-固相催化转化制丙烯醇。通过XRD、BET、XPS、H2-TPR和NH3-TPD表征,MoFe主要由晶相Fe2O3和Fe2(MoO43组成而MoFe/X主要为高分散态的Fe、Mo氧化物(Fe3+、Mo6+),其表面均只存在弱酸中心;所采用载体由于自身性质(比表面积和酸碱性)差异与Mo、Fe氧化物之间存在不同的相互作用,进而有效地调控了MoFe/X的表面弱酸强度、酸浓度和可还原性能。所制备催化剂对甘油制丙烯醇的催化性能(收率)依次为:MoFe/TiO2 > MoFe/CeO2 > MoFe/ZrO2 > MoFe/CNTs >> MoFe/SnO2 > MoFe >> MoFe/MgO。340℃时,MoFe/TiO2上甘油的转化率达到83.4%,丙烯醇的选择性和收率分别达到26.7%和22.3%;同时其展现出优于MoFe/CeO2、MoFe/ZrO2和MoFe/CNTs的稳定性。甘油转化率与催化剂表面弱酸中心浓度呈正相关性,而丙烯醇的生成则与氧化中心(非酸中心)密切相关。甘油转化率和丙烯醇选择性在MoFe/X上随反应温度变化而呈现相悖的变化趋势。

English

    1. [1]

      (1) Yang, F. X.; Hanna, M. A.; Sun, R. C. Biotechnol. Biofuels 2012, 5, 13. doi: 10.1186/1754-6834-5-13

    2. [2]

      (2) Anwar, U. F. Fuel 2008, 87 (3), 265. doi: 10.1016/j.fuel.2007.05.003

    3. [3]

      (3) Wang, Y. L.; Zhou, J. X.; Guo, X. W. RSC Adv. 2015, 5 (91), 74611. doi: 10.1039/C5RA11957J

    4. [4]

      (4) Zheng, Y. G.; Chen, X. L.; Shen, Y. C. Chem. Rev. 2010, 110 (3), 1807. doi: 10.1021/cr100058u

    5. [5]

      (5) Nakagawa, Y.; Tomishige, K. Catal. Sci. Technol. 2011, 1 (2), 179. doi: 10.1039/C0CY00054J

    6. [6]

      (6) Zhou, C. H.; Beltramini, J. N.; Fan, Y. X.; Lu, G. Q. Chem. Soc. Rev.2008, 37 (3), 527. doi: 10.1039/B707343G

    7. [7]

      (7) Tran, N. H.; Kannangara, G. S. K. Chem. Soc. Rev. 2013, 42 (24), 9454. doi: 10.1039/C3CS60227C

    8. [8]

      (8) Bagheri, S.; Julkapli, N. M.; Yehye, W. A. Renew. Sust. Energ. Rev.2015, 41, 113. doi: 10.1016/j.rser.2014.08.031

    9. [9]

      (9) Xiao, W. Y.; Wang, F.; Xiao, G. M. RSC Adv. 2015, 5 (78), 63697. doi: 10.1039/C5RA07593A

    10. [10]

      (10) NPCS Board of Consultants & Engineers. Industrial Alcohol Technology Handbook; Asia Pacific Business Press Inc.: Delhi, India, 2010; pp 56–78.

    11. [11]

      (11) Arceo, E.; Marsden, P.; Bergman, R. G.; Ellman, J. A. Chem. Commun. 2009, 23, 3357. doi: 10.1039/B907746D

    12. [12]

      (12) Tazawa, S.; Ota, N.; Tamura, M.; Nakagawa, Y.; Okumura, K.; Tomishige, K. ACS Catal. 2016, 6, 6393. doi: 10.1021/acscatal.6b01864

    13. [13]

      (13) Lari, G. M.; Chen, Z. P.; Mondelli, C.; Pérez-Ramírez, J. ChemCatChem 2017, 9, 1. doi:10.1002/cctc.201601635

    14. [14]

      (14) Liu, Y.; Tüysüz, H.; Jia, C. J.; Schwickardi, M. Chem. Commun. 2010, 46 (8), 1238. doi: 10.1039/B921648K

    15. [15]

      (15) Konak, A.; Tag, T.; Nakamur, A.; Masud, T. Appl. Catal. B Environ. 2014, 146, 267. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.03.007

    16. [16]

      (16) Sánchez, G.; Friggieri, J.; Stockenhuber, M. Catal. Sci. Technol. 2014, 4 (9), 3090. doi: 10.1039/C4CY00407H

    17. [17]

      (17) Sánchez, G.; Dlugogorski, B. Z.; Kennedy, E. M. Appl. Catal. A Gen. 2016, 509, 130. doi: 10.1016/j.apcata.2015.09.039

    18. [18]

      (18) Sánchez, G.; Friggieri, J.; Stockenhuber, M. Appl. Catal. B Environ. 2014, 152-153, 117. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.01.019

    19. [19]

      (19) Suprun, W.; Lutecki, M.; Haber, T.; Papp, H. J. Mol. Catal. A Chem. 2009, 309 (1–2), 71. doi: 10.1016/j.molcata.2009.04.017

    20. [20]

      (20) Deutsch, J.; Martin, A.; Lieske, H. J. Catal. 2007, 245 (2), 428. doi: 10.1016/j.jcat.2006.11.006

    21. [21]

      (21) Clacens, J. M.; Pouilloux, Y.; Barrault, J. Appl. Catal. A Gen. 2002, 227 (1–2), 181. doi: 10.1016/S0926-860X(01)00920-6

    22. [22]

      (22) Ülgenm, A. Conversion of Glycerol to the ValuableIntermediates Acrolein and Allyl alcohol in the Presence ofHeterogeneous Catalysts. Ph.D. Dissertation, RWTH AachenUniversity, Aachen, Germany, 2009, p. 137.

    23. [23]

      (23) Wu, C. T.; Yu, K. M. K.; Liao, F. L.; Young, N.; Nellist, P.; Dent, A.; Kroner, A.; Tsang, S. C. E. Nat. Commun. 2015, 3, 1050. doi: 10.1038/NCHEM.2345

    24. [24]

      (24) Athmane, B.; Ioana, F.; Bertrand, D.; Maxime, B.; Philippe, T. Microporous Mesoporous Mater. 2012, 155, 131. doi: 10.1016/j.micromeso.2012.01.028

    25. [25]

      (25) Liu, Z. M.; Su, H.; Chen, B. H.; Li, J. H. Chem. Eng. J. 2016, 299, 255. doi: 10.1016/j.cej.2016.04.100

    26. [26]

      (26) Tang, D. D.; Zhang, G. K. Chem. Eng. J. 2016, 238, 721. doi: 10.1016/j.cej.2015.08.019

    27. [27]

      (27) Li, H. C.; Li K. Z.; Wang, H.; Zhu, X.; Cheng, X. M.; Zhai, K. Appl. Surf. Sci. 2016, 390, 513. doi: 10.1016/j.apsusc.2016.08.122

    28. [28]

      (28) Kaew-arpha, T.; Mickaël, C.; Louise, J. D.; Olivier, G. Appl. Catal. B Environ. 2014, 145, 126. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.01.043

    29. [29]

      (29) Dias, A. P. S.; Rozanov, V.V.; Portela, M. F. Appl. Catal. A Gen. 2008, 345 (2), 185. doi: 10.1016/j.apcata.2008.04.040

    30. [30]

      (30) Deshmanea, V. G.; Owen, S. L.; Abrokwah, R. Y.; Kuila, D. J. Mol. Catal. A Chem. 2015, 408, 202. doi: 10.1016/j.molcata.2015.07.023

    31. [31]

      (31) Titus, J.; Roussière, T.; Wasserschaff, G.; Schunk, S.; Milanovc, A.; Schwabc, E.; Gläser, G. R. Catal. Today 2016, 270, 68. doi: 10.1016/j.cattod.2015.09.027

    32. [32]

      (32) Zhou, G. L.; Lan, H.; Gao, T. T.; Xie, H. M. Chem. Eng. J. 2014, 246, 53. doi: 10.1016/j.cej.2014.02.059

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  535
  • HTML全文浏览量:  36
文章相关
  • 收稿日期:  2017-04-19
  • 修回日期:  2017-05-19
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章