不同介孔载体负载Cu催化合成1,4-丁炔二醇
2018-08-30柳赛锋彭文才
柳赛锋,彭文才,代 斌*
(石河子大学化学化工学院/化工绿色工程新疆兵团重点实验室,新疆 石河子 832003)
1,4- 丁炔二醇(1,4-Butynediol,BD)是一种重要的有机化工原料,其化学性质极其活泼,可与多种物质反应生成衍生物,被广泛应用于工农业生产中[1]。丁炔二醇可以合成丁烯二醇、丁二醇、正丁醇、四氢呋喃等一系列重要的有机产品,进一步可以制造合成塑料、合成纤维、人造革、医药、农药、溶剂(N-甲基吡咯烷酮)和防腐剂等[2-4]。此外,丁炔二醇本身是良好的溶剂,在电镀工业中作光亮剂。我国1,4-丁炔二醇及其上下游产品供需缺口大,是我国十分重要的化工原料之一,所以近年来备受关注。目前,工业上合成BD主要采用Reppe法,即以乙炔和甲醛为原料制备BD,选用铜铋作为催化剂[5-6]。
Reppe法采用的催化剂分为负载型催化剂和非负载型催化剂[7-8]。其中,负载型催化剂多以浸渍法制备,而非负载型催化剂主要通过沉淀法制备。研究表明,非负载型催化剂,如人造孔雀石或纳米Cu-Bi粉末催化剂通常具有较高的初始活性但不耐磨损且易于团聚、难以分离,尤其不适合浆态床工艺开发。因此,国内外对负载型催化剂的研究报道较多,也更为关注。负载型催化剂常用载体包括SiO2、Al2O3、尖晶石、活性炭、HZSM-5、ZSM-5 分子筛和高岭土等[9-10]。高强度多孔载体不仅耐磨而且有效分散活性组分,从而抑制其团聚。然而,这些催化剂面临的最大挑战是在反应过程中生成聚炔,聚炔在催化剂表面不断地沉积,会导致催化剂失活[11]。目前,1,4-丁炔二醇合成所使用的绝大多数催化剂均为传统的微孔催化剂,微孔催化剂较小的孔径限制了聚炔大分子排出的路径,从而导致催化剂孔道堵塞,催化剂迅速失活。……