ChemSusChem钨物种对甘油选择性
1,3-丙二醇是一种重要的化学中间体,可用来制造聚合物材料(如聚醚、聚氨酯和聚酯)的单体以及对苯二甲酸丙二酯(PPT)纤维的单体,等等。目前,全球对1,3-丙二醇的需求迅速增长,每年超过1亿磅。 传统的生产1,3-丙二醇的方法主要是通过生物发酵法或化学合成法。由于生物发酵法存在设备昂贵、操作复杂以及副产物多等缺点,因此其工业生产受到限制。而通过丙烯醛的水合-加氢以及环氧乙烷的加氢甲酰化反应虽然可以获得1,3-丙二醇,但生产成本较高,并且其原料来源于不可再生的石油资源。因此,开发一种经济并且可持续生产1,3-丙二醇的方法非常必要。 生物质是一种非常有前途的可持续能源,但每生产10吨的生物柴油约产生1吨的甘油副产物。因此,将甘油催化转化为高附加值的化学品具有十分重要的意义。甘油选择性氢解是开发甘油应用、生产有广泛用途的1,3-丙二醇的重要反应,近年来对该反应催化剂的开发、活性中心结构以及催化机理进行了大量的研究。其中,以Br?sted酸位活化甘油和活泼金属活化H2的含钨双功能催化剂表现出较好的性能。 因此,本文由辽宁师范大学的石雷教授和大连化学物理研究所的路芳研究员联合带领课题组成员对各种含钨双功能催化剂的研究进展进行了综述,主要结论如下: 1、Pt/WOx/Al2O3催化体系对甘油制备1,3-丙二醇具有最高的活性和选择性。其中,铂金属具有良好的氢活化能力,有利于反应中间体快速加氢制备1,3-丙二醇。 2、钨的加入不仅能提高催化剂的酸性,增加催化剂的酸性位点,而且能改善活性金属的分散度,因此有利于提高1,3-丙二醇的选择性。 3、催化体系与甘油存在两种可能的作用机制来选择性地生产1,3-丙二醇。一种是Br?nsted酸中心的存在可以促进甘油脱水生成3-羟基丙烯醇,后者很容易转化为3-羟基丙醛。通过对3-羟基丙醛加氢可以生成目标产物1,3-丙二醇。另一种是甘油的羟基先吸附在Br?nsted酸中心上形成中间体,然后经过脱水和加氢生成1,3-丙二醇。 目前,甘油选择性氢解的研究仍有广阔的空间,其钨物种和Pt活性位点之间的协同效应仍然需要更多的研究才能正确理解。要深入研究催化剂的结构/表面性质与甘油活化之间的关系,必须采用新的表征方法。另外,还需要通过进一步的改性或其他方法来开发更为有效的甘油选择性氢解生成1,3-丙二醇的催化剂。 论文信息: EffectofTungstenSpeciesonSelectiveHydrogenolysisofGlycerolto1,3‐Propanediol FengliangWu,HuifangJiang,Dr.XuhaiZhu,Dr.RuiLu,Prof.LeiShi,Prof.FangLu ChemSusChem DOI:10./cssc. 点击左下角“阅读原文”,可直达阅读该论文原文。 ChemSusChem ChemSusChem是欧洲化学协会(ChemistryEurope)的官方期刊并由Wiley–VCH出版,是一本有关化学与可持续性研究的顶级跨学科期刊。该期刊通过发表化学、材料科学、化学工程和生物技术等领域的论文,展示了对可持续性和能源相关的最佳研究。 更多精选文章 Wiley化学期刊专刊合作活动已正式上线! EnergyScienceEngineering人工智能及物联网方法特刊征稿
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