CuO-Bi2O 3-MgO/γ-Al2O 3催化剂的制备及催化合成1,4-丁炔二醇的研究
2015-10-24薄其飞贺站峰
薄其飞 ,王 丹 ,张 彪 ,贺站峰 ,蒋 毅 *
(1.中国科学院成都有机化学有限公司,中国科学院成都有机化学研究所,四川 成都 610041;2.中国科学院大学,北京 100049)
1,4-丁炔二醇(简称BD)是一种重要精细化工原料,可作为1,4-丁二醇、γ-丁内酯、四氢呋喃等高附加值精细化学品的原料。目前,工业上合成BD主要采用以乙炔和甲醛为原料的炔醛法,使用淤浆床反应器[1-3]。目前国内外对该工艺使用的炔化催化剂的研究主要有沉淀型催化剂(孔雀石[4],CuO-Bi2O3[5-7])和负载型催化剂(CuO-Bi2O3/载体,常用载体有分子筛[8-9]、MgO-SiO2复合物[10-12]、Al2O3[13]等)。 其中,对负载型炔化催化剂的研究报道较多,但这些研究大多集中在炔化反应工艺条件优化方面[14-15],缺少催化剂制备条件对催化剂结构、活性组分存在状态及催化性能影响的系统研究。γ-Al2O3因具有较大的比表面积、稳定性高、耐磨性能好及价格低廉等特点,被广泛应用作催化剂载体。然而,关于CuO-Bi2O3/γ-Al2O3催化剂的研究较少且催化活性和选择性较低。本文主要研究通过引入第三助剂Mg来改善该催化剂的活性和选择性。
1 实验部分
1.1 实验原料
Cu(NO3)2·3H2O (AR)、Bi(NO3)3·5H2O(AR)、Mg(NO3)2·6H2O(AR),成都科龙化工试剂厂;甲醛溶液(37%,AR),广东光华化学有限公司;乙炔,成都金克星气体有限公司;γ-Al2O3,江苏三剂实业有限公司。
1.2 催化剂制备
采用等体积浸渍法制备催化剂。取所需量Mg(NO3)2·6H2O配成溶液,室温下加入γ-Al2O3浸渍过夜,120℃干燥8h后在700℃焙烧4h,再共浸渍上铜铋,最后经500℃焙烧制得30%CuO-2%Bi2O3-x%MgO/γ-Al2O3催化剂(各组分前的数字代表其相应的质量分数),标记为30Cu+2Bi-xM/A。
1.3 催化剂性能评价
甲醛和乙炔催化合成BD反应在250mL的三颈烧瓶中进行,中间管口接回流冷凝管,一侧接温度计,另外一侧为进气口。……
