Page 144 - 《精细化工》2022年第10期

第 39 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.39, No.10
2022 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2022

催化与分离提纯技术
Pt/WO -TiO /ZrO -Al O 甘油加氢体系中
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Al O 的双功能作用
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陈德君 ，张可航 ，朱志荣 ，周文斌 ，吴 鹏 ，关业军
（1. 华东师范大学 绿色化学与化工过程绿色化重点实验室，上海 200062；2. 同济大学 化学科学与工
程学院，上海 200092；3. 浙江镇洋发展股份有限公司，浙江 宁波 315204）
摘要：考察了 WO 3 -TiO 2 /ZrO 2 -Al 2 O 3 四元氧化物中 ZrO 2 与 Al 2 O 3 质量比对 Pt/WO 3 -TiO 2 /ZrO 2 -Al 2 O 3 体系催化质量
分数 30%甘油水溶液氢解制备 1,3-丙二醇性能的影响，揭示了 Al 2 O 3 在四元氧化物体系中的双功能作用。采用
N 2 物理吸附-脱附、XRD、CO 吸附 FTIR、吡啶吸附 FTIR、TEM、H 2 -TPR 对制备的催化剂进行了表征。结果
表明，Al 2 O 3 的掺入量直接影响到制备过程中 WO x 、ZrO 2 、TiO 2 氧化物的晶相结构，进而影响到负载 Pt 纳米粒
子与载体的 相互作用。 在固定床反 应器中， Pt/WO 3 -TiO 2 /ZrO 2 -Al 2 O 3 催化剂（ Pt 理论负载 量为载 体
WO 3 -TiO 2 /ZrO 2 -Al 2 O 3 质量的 2%）上甘油的转化率随着 ZrO 2 与 Al 2 O 3 质量比的升高而逐渐降低，当 m(ZrO 2 )∶
m(Al 2 O 3 )=9∶1 时，制备的催化剂催化活性最高，甘油的转化率为 39.0%，1,3-丙二醇选择性为 49.0%。
关键词：氧化锆；氧化铝；甘油氢解；1,3-丙二醇；催化技术
中图分类号：O643.36；TQ223.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 10-2078-08

Bifunctional role of Al 2O 3 in Pt/WO 3-TiO 2/ZrO 2-Al 2O 3 catalyst for
hydrogenolysis of glycerol to 1,3-propanediol

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CHEN Dejun , ZHANG Kehang , ZHU Zhirong , ZHOU Wenbin ,
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WU Peng , GUAN Yejun
（1. Shanghai Key Laboratory of Green Chemistry and Chemical Processes, East China Normal University, Shanghai
200062, China; 2. School of Chemical Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
3. Zhejiang Oceanking Development Co., Ltd., Ningbo 315204, Zhejiang, China）
Abstract: The influence of ZrO 2 and Al 2O 3 mass ratio in WO 3-TiO 2/ZrO 2-Al 2O 3 quaternary oxide system
on the catalytic performance of Pt/WO 3-TiO 2/ZrO 2-Al 2O 3 for the hydrogenolysis of aqueous glycerol
solution with a mass fraction of 30% to 1,3-propanediol was investigated, which further revealed the
bifunctional role of Al 2O 3. The obtained catalysts were characterized by N 2 physical adsorption-desorption,
XRD, CO-FTIR, pyridine-FTIR, TEM and H 2-TPR. The results suggested that Al 2O 3 addition into the four-
component oxides favored the dispersion of tetragonal phase ZrO 2 leading to strong metal-support
interactions between highly dispersed Pt nanoparticles and monoclinic phase WO 3, which contributed to the
formation of Brönsted acid sites and thus boosted the selectivity toward 1,3-propaneodiol. When m(ZrO 2)∶
m(Al 2O 3)=9∶1, the Pt/WO 3-TiO 2/ZrO 2-Al 2O 3 catalyst (Pt theoretical loading is 2% mass of carrier
WO 3-TiO 2/ZrO 2-Al 2O 3) showed a 39.0% glycerol conversion rate and 49.0% 1,3-propanediol selectivity in
a fixed-bed reactor.
Key words: zirconia; alumina; glycerol hydrogenolysis; 1,3-propanediol; catalysis technology

收稿日期：2022-01-26; 定用日期：2022-04-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220098
基金项目：国家自然科学基金（22172050）
作者简介：陈德君（1996—），男，硕士生，E-mail：823758552@qq.com。联系人：关业军（1979—），男，教授，E-mail：yjguan@
chem.ecnu.edu.cn。