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Na2CO3碱处理改性H-ZSM-5沸石上进行气相甘油脱水

近年来,通过可再生资源获得清洁燃料和化学品的需求快速增加。在生物柴油生产过程中,大量的甘油是作为副产物产生的,甘油可以转化为非常有前途的低成本原料,可以用来合成高价值精细化学品。甘油脱水主要生成1-羟基丙酮和丙烯醛两种重要的化学品,丙烯醛是又是非常重要的化工原料之一,因此催化甘油脱水提高丙烯醛的转化率尤为重要。

201810月《Journal of Catalysis》发表了一篇论文,C.D. Lag等研究人员选择了气相法对甘油进行脱水,使用H-ZMS-5沸石(Si / Al = 40)经过不同浓度的Na2CO3水溶液进行碱处理,随后与NH4NO3进行离子交换得到酸性催化剂。最后在温度为275℃,不锈钢固定床反应器中进行甘油脱水反应。研究了经过不同浓度的Na2CO3处理所得到的催化剂的性质以及反应中甘油的转化率、产物的产率和选择性。

研究表明,经过碱性处理的H-ZMS-5沸石催化剂能够从沸石骨架中选择性地去除硅、保持铝含量以及产生额外的介孔。处理后的沸石活性和选择性均优于未处理的沸石,而且提高了反应的稳定性。与NaOH处理相比,Na2CO3碱处理在制备过程中的收率显著提高。在反应过程中,研究发现随着反应时间的增长,甘油的转化率和丙烯醛的产率明显的下降,B酸中心比L酸中心失活更快,并且这种行为导致作为催化剂失活的丙烯醛选择性更低,并且生成1-羟基丙酮的选择性更高。因此如何长时间保持高甘油转化率,增强丙烯醛的选择性,延长催化剂活性,减少积碳形成仍然是我们需要解决的问题。(来源:QYIM & AMSC WK CAI 编报)

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