文献查阅报告 使用镍促进的碳化钨催化剂将纤维素转化为乙二醇的直接接触反应.pptVIP

文献查阅报告 ----使用镍促进的碳化钨催化剂将纤维素转化为乙二醇的直接接触反应 NaJi,TaoZhang, Direct Catalytic Conversion of Cellulose into Ethylene Glycol Using Nickel-Promoted Tungsten Carbide Catalysts, Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,8510–8513 一 纤维素转化的旧方法 二 催化纤维素的Ni-W2C/AC催化剂 三 纤维素转化的反应方法 四 产物的检测 五 反应原理分析 一 纤维素转化的旧方法 1.Fukuoka和Dhepe利用Pt/Al2O3催化剂将纤维素转化为糖醇. 2. Luo利用Ru/C催化剂该进了上述方法,使糖醇产量大幅提高. 此方法有以下缺点: Pt, Ru等贵金属价格太高,若将上述方法应用于工业生产,在大量转化纤维素时,成本太高!不适合工业化. 二 催化分解纤维素的Ni-W2C/AC催化剂 在对各种分解反应的研究中,4~6族金属的碳化物表现出了与铂系金属相同的催化活性. 钨和钼的碳化物在肼的催化反应中表现出的活性可以与铱催化剂相比. 张涛等人将钨的碳化物作为催化剂用于纤维素的分解,发现Ni-W2C/AC可以将纤维素转化为高产量的乙二醇. 催化剂的制备 使用碳热还原氢化法Carbothermal hydrogen reduction(CHR)1 向活性碳中加入含有偏钨酸盐的氨水， 在120°C过夜干燥， 在通N2条件下500°C煅烧3h，得到WO3/AC . 之后称取定量WO3/AC经过以下程序使WO3/AC在H2中碳化： 40分钟内由室温升到450°C， 然后以1°C/min的速度升温到700°C， 并保持温度为700°C 1小时， 此时催化剂可以表示为WCx/AC-H ， 透射电子显微镜 (TEM)和CO化学吸收的结果也证明Ni的出现可以导致W2C微粒的增大. 1023K催化剂的催化能力相对与973K时减弱了, 可能是由于在高温下,部分碳沉积到了催化剂的活性部位,使转化率降低, Ni的加入量过多也会导致催化效率的降低,可能是Ni和碳吸附在了W2C上,导致活性部位被遮盖,催化剂颗粒增大,表面积减少. 三.纤维素转化的反应方法 四.产物的检测 反应后,液相产物用HPLC 和 ESI-MS检测. 对反应后的液体进行有机碳总量测定(TOC),表明反应中有气体产物生成. 在对Pt/Al2O3, Pt/AC, Ni/AC, W2C/AC-1073, WCx/Al2O3-1123, Ni-30%W2C/AC-973, Ni-30%W2C/AC-1073, 的研究中发现, 使用Ni-30%W2C/AC-973作催化剂时,乙二醇产量最高可达61wt%. 检测结果 催化剂的循环使用 五 反应原理分析 纤维素: 金属氮化物可以催化肼高温高选择性产氢FeNx(AR,500), FeNx(sol–gel,500)andFeNx(homo,500) 催化肼产氢 謝謝! * * 报告人:卍卐 碳化钨催化剂可以有效地将纤维素转化为多羟基化合物(乙二醇,山梨醇,甘露醇,赤藻糖醇,丙二醇等),更重要的是,当催化剂中混合加入少量的镍时,多羟基化合物特别是乙二醇的产量有了一个较大的提高. 使用2%Ni-30%W2C/AC-973作催化剂,在经过518K,6MPaH2,30min条件后,纤维素可以完全转化为多羟基化合物,且乙二醇的产量可以高达61wt%. 1.C.H.Liang,F.P.Tian,Z.L.Li,Z.C.Feng,Z.B.Wei,C.Li,Chem.Mater.2003,15,4846–4853. 首先加热(NH4)WO4制取WO3,然后WO3经高温煅烧与活性炭反应生成碳钨化合物. 根据梁长海的研究2, XRD显示随着CHR温度的升高,碳钨化合物的晶相变化过程为: WO3→ WOx (0x3) → W → α-W2C → WC 根据张涛的研究,向催化剂中加入少量镍可以改变碳钨化合物的晶相组成及形成温度. 2. C.H.Liang ,A Novel Route to Nanostructured Carbides on Carbon Materials: Carbothermal Hydrogen Reduction a:W和C在973K和1023K时均未反应, 在1073K的温度下,W全部转化为W2C,在1123K的温度下,W转化为WC及W2C, b:对于加入Ni的催化剂, 923K时就有少量W2C产生, 973K时有大量的W2C产生,1073K时没有WC产生,但W2C的衍射峰明