磁性CuO-Bi2O3/Fe3O4-SiO2-MgO催化剂的制备及甲醛乙炔化性能
2015-08-21王俊俊李海涛马志强王志鹏郭江渊赵永祥
王俊俊,李海涛,马志强,王志鹏,郭江渊,赵永祥
(山西大学化学化工学院,精细化学品教育部工程研究中心,山西 太原 030006)
引 言
1,4-丁炔二醇(BD)是一种重要的基本有机化工原料,经加氢后可得到1,4-丁二醇,进一步向下游延伸可制备一系列高附加值的重要化学品,如四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、聚氨酯树脂(PU resin)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等[1-6]。工业上,1,4-丁炔二醇生产采用Reppe 法,即甲醛与乙炔在铜铋催化剂作用下发生缩合反应合成。按反应器的不同,Reppe 法分为固定床、淤浆床、悬浮床3 种工艺[7-9]。其中,淤浆床工艺具有反应条件温和、操作过程安全、选择性和经济指标高等优点,在工业生产中被广泛应用[10-11]。为了使气、液、固三相充分接触,提高催化反应的效率,淤浆床反应器中使用的催化剂一般为50~180 μm 的粉末,且反应通常在强搅拌下进行[12-13]。在反应结束后,催化剂颗粒高的磨损率致使其难以被分离回收,在一定程度上增加了操作费用,降低了生产效率。制备高活性、易于分离的CuO-Bi2O3纳米粉体或负载型CuO-Bi2O3催化剂一直被催化剂研究者与使用者所关注[14-19]。
近年来,磁性催化剂被大量研究和报道,这种催化剂不仅具有优异的催化性能,而且在反应完成后可以利用外加磁场对其进行分离回收,磁性催化现已被成功应用于磁稳定床、固体酸碱催化剂、光催化、生物催化等领域,成为了催化剂领域的研究热点[20-23]。宗保宁[24]将磁稳定床与磁性催化剂结合用于己内酰胺加氢精制,与釜式加氢工艺相比,催化剂耗量降低70%,反应器体积减少85%。……
