磷钨酸改性催化剂制取丙烯醛

丙烯醛是一种重要的精细化工中间体，在涂料、造纸、油田、医药、有机合成工业等方面具有广泛的用途。近几年来，随着市场上动物饲料添加剂蛋氨酸、戊二醛、农药和水处理剂等的供不应求，以及生物甘油的大量过剩，带动了丙烯醛行业的快速发展，同时对丙烯醛行业的发展提出了更多和更高的要求。

丙烯醛制备方法主要包括：甲醛乙醛气相缩合法、丙烯醚热解法、丙烯或丙烷氧化法，但是这些方法主要依赖于石油产业的发展，石油是不可再生资源。随着石油资源的不断枯竭和油价的上涨，生产成本不断增高，所以利用生物甘油为原料制备丙烯醛成为热点，并且这种新方法将会带来很好的经济和社会效益。

在采用以甘油为原料生产丙烯醛的过程中，其最重要的环节就是催化剂的使用。最主要是以过渡金属、稀有金属氧化物改性的负载杂多酸作为催化剂，将甘油溶液与惰性溶剂通过微量泵打入固定床反应器，并控制一定的空速。其最常见的杂多酸类催化剂就是磷钨酸。

有学者发表了一篇有关于制取丙烯醛及其积碳处理的方法的学术论文，以制备合成磷钨酸改性催化剂为基础，使甘油高选择性的转化为丙烯醛，其具体步骤包括：

步骤一：CuO改性的Al₂O₃载体的制备

采用等体积浸渍法来制备。首先，称取18～30目的Al₂O₃ 10.0g。然后称取Cu(NO₃)₂•6H₂O  1.36g，溶于12ml蒸馏水中，配制成水溶液。最后将称取的Al₂O₃ 10.0g倒入所配制的溶液中，超声波振荡2小时，浸渍24h后放入马沸炉，于300℃焙烧后制得CuO-Al₂O₃，备用。

步骤二：CuO-Al₂O₃/H₃PW₁₂O₄₀催化剂的制备

同样采用等体积浸渍法来制备。首先，称取经CuO改性的Al₂O₃载体10.0g。然后，称取4.29g磷钨酸，溶于12ml蒸馏水中，配制成水溶液。最后将经CuO改性后的Al₂O₃载体倒入配制好的磷钨酸溶液中，超声波振荡1小时，浸渍24小时后，放入烘箱中，于100℃下烘烧后，得到CuO-Al₂O₃/H₃PW₁₂O₄₀催化剂。

步骤三：将5ml上述所制备的催化剂装入固定床反应器进行反应。具体反应条件：温度300℃，甘油水溶液的浓度为30％，固定床体积空速为1h-1，正己烷加入量为甘油溶液的20％。反应每隔1小时取样进行在线分析。连续反应24小时后，测其积碳量。实验结果：积碳量为13.58％，丙烯醛选择性为77.5％，甘油转化率为90.1％。

上述工艺解决了催化剂上的易积碳的问题，同时所制备的催化剂的活性高，丙烯醛的选择性和甘油的转化率高，过程“清洁”易分离，是制备丙烯醛的一种环境友好绿色工艺。

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