Page 102 - 《精细化工》2019年第11期
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·2250·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                                                               3   结论
                 由表 5 可知,相较于文献[45],Ru-HTc-Al 2 O 3
            显示出相近的 DMT 转化率、更高的 DMCD 选择性
            和产率;相较于文献[46],Ru-HTc-Al 2 O 3 具有更高                     通过 Ru 固载与 HTc-Al 2 O 3 合成的同步化,制得
            的 DMT 转化率、DMCD 选择性和产率;相较于文                         催化剂 Ru-HTc-Al 2 O 3 ;采用溶液浸渍法制得
                                                               Ru/HTc-Al 2 O 3 和 Ru/Al 2 O 3 ,作为对照。
            献[47],Ru-HTc-Al 2 O 3 表现出较低的 DMT 转化率和
                                                                   XRD 和 SEM 分析结表明,相较于 Ru/Al 2 O 3 、
            DMCD 产率、较高的 DMCD 选择性,但文献[47]
                                                               Ru-HTc-Al 2O 3 和 Ru/HTc-Al 2O 3,尤其是 Ru-HTc-Al 2O 3
            中 Ru 的质量分数高达 5.0%,远高于 Ru-HTc-Al 2 O 3
                                                               具有更加丰富的表面形貌;HRTEM 及相应的统计
            中 Ru 的质量分数(约 1.0%)。
                                                               分析结果表明,Ru-HTc-Al 2 O 3 可抑制大粒径 Ru 粒
            2.2.4    循环使用性能考察
                                                               子,且其 Ru 粒子尺寸分布集聚区间向小尺寸方向
                 对所得 3 种 Ru 催化剂进行循环使用性能评价,
                                                               偏移; BET 和 NH 3 -TPD 分析结果表明 ,
            以考察催化剂的稳定性,结果如图 10 所示,其中,
                                                               Ru-HTc-Al 2 O 3 具有更大的比表面积和更多的表面酸
            CRR 为 100 g/mol,反应压力为 8.0 MPa,反应温度
                                                               性位,特别是具有中等强度的表面酸性位;XPS 测
            为 180  ℃,反应时间为 6 h。可以发现,在循环使用
                                                               试结果表明,  Ru-HTc-Al 2 O 3 中零价态金属 Ru 粒子
            性能评价测试中,相较于 Ru/HTc-Al 2O 3 和 Ru/Al 2 O 3 ,
                                                               XPS 信号更强,且呈明显的中心集聚态势;ICP-AES
            Ru-HTc-Al 2 O 3 在每次 DMT 制取 DMCD 的反应中均
                                                               测试结果表明,在循环使用评价过程中,3 种 Ru 催
            表现出更理想的催化选择加氢性能。此外,对历次
                                                               化剂均存在 Ru 损失现象,  而 Ru-HTc-Al 2O 3 中 Ru 粒
            循环使用后的催化剂进行补充 ICP 测试,具体结果
                                                               子损失现象受到明显抑制。
            见表 6。结合表 1,由表 6 可知,在循环使用过程中,
                                                                   通过考察 CRR、反应温度和反应压力对 3 种
            3 种 Ru 催化剂均存在 Ru 组分流失现象;同时,随
                                                               Ru 催化剂选择加氢性能的影响及其循环使用性能
            着循环使用次数的增加,Ru 的流失量逐渐增加;然                           发现,3 种催化剂在 DMT 制取 DMCD 这一选择加
            而,相较于 Ru/Al 2O 3、Ru/HTc-Al 2O 3 和 Ru-HTc-Al 2O 3,
                                                               氢反应过程中,其催化活性顺序为 Ru-HTc-Al 2 O 3  >
            尤其是后者,其 Ru 的流失明显受到有效抑制。这                           Ru/HTc-Al 2 O 3  > Ru/Al 2 O 3 ;当 CRR 为 100  g/mol、
            说明,相较于 Ru/Al 2 O 3 、Ru/HTc-Al 2 O 3 和 Ru-HTc-      反应温度 为 180  ℃、反应压 力 为 8  MPa 时,
            Al 2 O 3 ,尤其是后者,更有利于抑制 Ru 粒子的脱落                    Ru-HTc-Al 2 O 3 的催化性能达到最佳,DMT 转化率为
            等损失。                                               98.2%,DMCD 选择性为 96.9%。
                                                                   本项研究工作不仅可以为 DMT 制取 DMCD 这
                                                               一催化选择加氢转化过程提供一种高效负载型催化
                                                               剂,也可以为相关技术工艺改进与革新及高效多相
                                                               催化材料的开发与研究提供一定参考。

                                                               参考文献:
                                                               [1]   Turner  S  R.  Development  of  amorphous  copolyesters  based  on  1,
                                                                   4-cyclohexane-dimethanol[J].  Journal  of  Polymer  Science  Part  A:
                                                                   Polymer Chemistry, 2004, 42(23): 5847-5852.
                                                               [2]   Amborse  R  R,  O’dwyer  J  B,  Johnston  B  K,  et al.  Urethane
                                                                   component  for  high  solids  coating  compositions:  US4859743[P].
                                                                   1989-08-22.

                图 10  3 种 Ru 催化剂的循环使用反应评价结果                    [3]   Raja R, Khimyak T, Thomas J M, et al. Single-step, highly active,
                                                                   and highly selective nanoparticle catalysts for the hydrogenation of
             Fig. 10    Recycling reaction test results of three Ru catalysts   key  organic  compounds[J].  Angewandte  Chemie  International
                                                                   Edition. 2001, 40(24): 4638-4642.
                         表 6    样品元素组成信息                       [4]   Hungria A B, Raja R, Adama R D, et al. Single-step conversion of
                                                                   dimethyl terephthalate into cyclohexanedimethanol with Ru 5PtSn, a
            Table 6    Elemental composition and content information of
                    samples                                        trimetallic nanoparticle catalyst[J]. Angewandte Chemie International
                                                                   Edition. 2006, 45(29): 4782-4785.
                                       w(Ru)/%                 [5]   Thomas J M,  Johnson  B  F  G, Raja  R,  et al.  High-performance
                                                                   nanocatalysts  for  single-step  hydrogenations[J].  Accounts  of
                            1    *  2  *    3  *    4  *    5  *
                                                                   Chemical Research, 2003, 36(1): 20-30.
              Ru-HTc-Al 2O 3   0.82   0.64   0.45   0.20   0.09   [6]   Li X F, Sun Z Y, Chen J L, et al. One-pot conversion of dimethyl
              Ru/HTc-Al 2O 3   0.65   0.41   0.27   0.12   0.05    terephthalate  into  1,  4-cyclohexanedimethanol  with  supported
                                                                   trimetallic RuPtSn catalysts[J]. Industrial & Engineering Chemistry
              Ru/Al 2O 3   0.26   0.15   0.04   0.01   0.004
                                                                   Research, 2014, 53(2): 619-625.
                 注:*代表连续实验次数。                                  [7]   Huang  Y  Q,  Ma  Y,  Cheng  Y  W,  et al.  Dimethyl  terephthalate
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