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甘油脱水丙烯醛反应中调整b轴通道长度对丙烯醛选择性和H-ZSM-5失活的影响

       随着生物柴油的产量增加,生物柴油的主要副产物甘油的价格下跌,如何将甘油转化为高附加值的产品引起了越来越多的关注。丙烯醛是一种工业上重要的中间体,传统的生产方法是用复合金属催化剂选择性氧化丙烯。甘油选择性脱水为丙烯醛生产提供了一条绿色可持续的道路。近年来,H-ZSM-5被报道为甘油气相催化脱水制丙烯醛的良好候选材料。然而,甘油脱水反应中,传统形态的H-ZSM-5往往表现出明显的传质限制,抑制了反应物进入微孔中的活性位点,导致活性低、选择性低和严重的催化剂失活。催化剂通道长度对甘油转化率和丙烯醛选择性的影响尚未得到系统的研究。
       近期,一篇发表在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》的文章中,清华大学化学工程系的研究人员研究了催化剂通道长度对甘油选择性脱水反应的影响。研究人员合成了四种不同b轴长度(60、130、180和250 nm)的H-ZSM-5催化剂。催化剂活性评价结果表明,调节b轴的通道长度对丙烯醛的选择性和催化剂活性有显著影响。当b轴通道长度为60nm时,由于活性位点的高可用性和通过最短通道的扩散增强,可以极大地抑制了焦炭的形成。因此,在使用b轴通道长度为60nm的H-ZSM-5反应时,观察到甘油完全转化和高的丙烯醛选择性(88%)。而具有长b轴通道的催化剂内部扩散缓慢,导致聚合副反应增加和结焦。
       本研究表明,在甘油脱水制丙烯醛反应中,通过减小H-ZSM-5催化剂的b轴通道长度,可以有效地提高催化剂的活性、选择性和稳定性。(来源:QYIM & AMSC JQ ZHONG 编报)

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