高端鎢催化劑轉化乙二醇

目前,有機化學品和能源工業的原料主要來自煤、石油和天然氣等化石資源,而化石資源的日益枯竭與生態環境的日漸惡化迫使人們尋求利用可再生的資源合成化學品和燃料的新途徑。

直接轉化纖維素制乙二醇新反應路徑的發現,既可以緩解目前工業生產高度依賴石油乙烯資源制乙二醇作為重要大宗能源化學品的壓力,也可避免以糧食為原料生產大宗化學品所帶來的“與農爭地”和“與人爭食”的弊端。在轉化過程中,高效的催化劑是必不可少的重要關鍵。在儲多材料中,以鎢為基礎的複合催化劑已成為研究的熱點。

高端钨催化剂转化乙二醇图片

曾有學者使用介孔載體負載鎳-碳化鎢催化劑,可使乙二醇的收率提高至74.4-76.1%。然而,這些高乙二醇收率的獲得依賴于鎢的大量使用(催化劑中含鎢量15-40wt%),生成乙二醇的比速率也很小,成本高、效率低。也因此,又有學者對鎳-碳化鎢催化劑的製備方法再次改進,製成一種鎳-碳化鎢納米纖維複合催化劑。

製備方法包括以下步驟:

a、將0.0149mmol的六水氯化鎳、0.0149mmol的二水鎢酸鈉、4.97mmol的二水乙酸鋅與6mmol均苯三甲酸(H3BTC,1.25g)溶於50mL的DMF中,室溫下攪拌30min,並於140℃晶化 12h;晶化結束後,冷卻、過濾,用DMF洗滌,然後,在80℃乾燥5h,得到鎳鎢鋅三金屬有機金屬骨架化合物(鎳鎢鋅三金屬有機金屬骨架纖維);

b、將上述得到的鎳鎢鋅三金屬有機金屬骨架纖維粉末置於石英舟中,在氮氣氣氛中,以5℃/min 的速率升溫至950℃,並在此溫度下保持6h,得到鎳-碳化鎢/多孔碳納米纖維複合催化劑,製備得到的催化劑的BET比表面積為 848m2g-1,介孔孔徑為3.9nm,微孔孔徑為0.6nm,孔容為0.9cm3g-1

鎳-碳化鎢納米纖維複合催化劑解決了目前本領域普遍依賴高含量鎢催化劑來獲得高乙二醇收率的難題,對通過生物質轉化製備 能源化學品,以實現經濟、環保、可持續發展等多重效益具有重要意義。

 

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