Co-Al催化剂在环氧丙醇加氢制备1,3-丙二醇中的应用

doi:10.7503/cjcu20200236

高等学校化学学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (8): 1818.doi: 10.7503/cjcu20200236

Co-Al催化剂在环氧丙醇加氢制备1,3-丙二醇中的应用

蔡中顺, 朱子慧, 潘菁, 孙妍妍, 习玲玲, 侯昭胤

浙江大学化学系, 生物质化工教育部重点实验室, 杭州 310028

收稿日期:2020-04-27 出版日期:2020-08-10 发布日期:2020-07-31
通讯作者: 侯昭胤,男,博士,教授,主要从事催化化学方面的研究.E-mail:zyhou@zju.edu.cn;习玲玲,女,博士,副教授,主要从事电分析化学方面的研究.E-mail:xll98731@zju.edu.cn E-mail:zyhou@zju.edu.cn;xll98731@zju.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金（批准号：21473155，21273198，21773206）和浙江省自然科学基金（批准号：L12B03001）资助.

Application of Co-Al Catalysts in Hydrogenation of Glycidol to 1,3-Propanediol

CAI Zhongshun, ZHU Zihui, PAN Jing, SUN Yanyan, XI Lingling, HOU Zhaoyin

Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering, Ministry of Education, Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310028, China

Received:2020-04-27 Online:2020-08-10 Published:2020-07-31
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21473155, 21273198, 21773206) and the Natural Science Foundation of Zhejiang Province, China(No.L12B03001).

摘要/Abstract

摘要： 以Co-Al水滑石为前驱体，经高温焙烧和H₂还原得到了系列可用于环氧丙醇加氢制备1，3-丙二醇（1，3-PDO）的Co_x/Al₂O₃催化剂.研究结果表明，Co₂/Al₂O₃催化剂具有最好的活性、产物选择性及良好的稳定性，在80℃，2 MPa H₂下反应5 h后，环氧丙醇的转化率为99.8%，1，3-PDO的收率高达68.0%；不仅高于采用相同方法制备的Ni₂/Al₂O₃和Cu₂/Al₂O₃催化剂，也高于Al₂O₃负载的Pt，Pd和Ru催化剂.研究发现活性中心Co与Al₂O₃载体的酸性位点之间的协同作用可能是影响催化剂的活性及1，3-PDO选择性的重要因素.

关键词: 1,3-丙二醇, 加氢反应, 环氧丙醇, 水滑石

Abstract: 1,3-propanediol(1,3-PDO) is an important intermediate for the synthesis of polytrimethylene terephthalate(PTT), and it is currently produced via the fermentation of glycerol. In this work, a series of Co_x/Al₂O₃ catalysts were prepared via the controlled calcination and reduction of Co-Al hydrotalcite, which were introduced to catalyze the hydrogenation of glycidol to produce 1,3-PDO. The best performance was obtained over Co₂/Al₂O₃ catalyst after 5 h of reaction at 80℃ and 2 MPa H₂. The conversion of glycidol was 99.8%, and the yield of 1,3-PDO was 68.0%. This result is not only higher than that of the Ni₂/Al₂O₃ and Cu₂/Al₂O₃ catalysts prepared by the same method, but also higher than that of the Al₂O₃ supported Pt, Pd, Ru catalysts. Characterization results indicated that the interaction between active site Co and the acid site of the Al₂O₃ support is of great importance to the activity of the catalyst and the selectivity towards 1,3-PDO.

Key words: 1,3-Propanediol, Hydrogenation, Glycidol, Hydrotalcite

中图分类号:

O643

TrendMD:

蔡中顺, 朱子慧, 潘菁, 孙妍妍, 习玲玲, 侯昭胤. Co-Al催化剂在环氧丙醇加氢制备1,3-丙二醇中的应用. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1818.

CAI Zhongshun, ZHU Zihui, PAN Jing, SUN Yanyan, XI Lingling, HOU Zhaoyin. Application of Co-Al Catalysts in Hydrogenation of Glycidol to 1,3-Propanediol. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(8): 1818.

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Co-Al催化剂在环氧丙醇加氢制备1,3-丙二醇中的应用

Application of Co-Al Catalysts in Hydrogenation of Glycidol to 1,3-Propanediol

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