MnOx/ZrO2-Cr2 O3催化剂的结构及催化苯甲酸甲酯加氢性能
2021-12-14王淇锋宋冰洁孙培永张胜红姚志龙
赵 雨,王淇锋,宋冰洁,孙培永,张胜红,姚志龙
(北京石油化工学院 恩泽生物质精细化工北京市重点实验室,北京 102617)
苯甲醇、苯甲醛被广泛应用于医药[1]、食用香料[2]、除草剂[3-5]等专用化学品的生产。苯甲醇、苯甲醛生产方法主要有三大类:氯化水解法[6]、氧化法[7-13]、还原法[14,15]。氯化水解法制备的苯甲醛和苯甲产品中含氯,在大部分医药、香料行业受限,且其工艺过程污水处理难度较大,腐蚀严重。氧化法虽然解决了产品中含氯的问题,但转化率和选择性依旧不尽人意。苯甲酸(酯)加氢制备苯甲醛和苯甲醇的工艺流程简单、产品无氯、工艺低污染低消耗的优点。
文献报道苯甲酸(酯)加氢制备苯甲醛和苯甲醇催化剂可分为ZrO2、ZnO、MnO、CeO2等几大类。由于ZrO2具有独特的晶格结构,良好的机械强度,表面含有丰富的氧空位等特点在苯甲酸(酯)加氢催化剂研究中报道较多。Lange 等[16]提出由于ZrO2和ZnO 金属−氧键存在强度差异,导致其在苯甲酸甲酯加氢反应中催化性能不同,高氧空位浓度更具活性。Yokoyama 等[17]发现,纯ZrO2在苯甲酸加氢反应中表现出了优异的苯甲醛选择性,但活性较低,且易在反应中因结焦失活。为改善ZrO2催化剂活性,Maki 等[18]报道了在ZrO2中引入B、Cr、Mn、Nz、Bi、Pb、Y、Ce、In对ZrO2加氢性能的影响,发现Cr 对ZrO2催化剂改性效果最佳。
ZrO2有m-ZrO2、t-ZrO2和c-ZrO2三种晶型[19],不同晶型的ZrO2表面酸性不同,催化活性也有很大的差异。刘森等[20]在以MnOx/Ti-ZrO2催化苯甲酸甲酯加氢研究中报道了催化剂的酸碱性与催化剂表面MnOx的氧化还原性对催化剂性能影响较大。张岳娇[14]考察了MnOx/Cr2O3-ZrO2催化剂,发现MnOx/Cr2O3-ZrO2催化剂在苯甲酸甲酯加氢反应中同样表现出了良好的加氢活性。……
