Page 148 - 《精细化工》2022年第9期

第 39 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.39, No.9
2022 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2022

催化与分离提纯技术
高比表面积高分散度铜基催化剂的制备及其性能

赵 鹬，侯振江，高姣姣，雷福红，雷 前，李贵贤

（兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

摘要：采用改进共沉淀法（通过精确控制 pH=5 合成出催化剂前体，再用正丁醇对前驱体预干燥处理）成功制
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备出高比表面积（383.87 m /g）、高分散度（42.74%）的 Cu—O—Al 骨架结构催化剂。结果表明，改进共沉淀
法可有效增大催化剂比表面积和孔容，并使催化剂上铜物种的颗粒更小、分散度更高，进而表现出较高的催化
活性。由于催化剂形成了 Cu—O—Al 骨架结构，可显著抑制铜物种的移动，从而提高其稳定性。以成本较低的
空气作为氧源，在典型催化剂（CuAl 3 ，Cu/Al 标称物质的量比为 0.3）上催化氧化 1-甲氧基-2-丙醇（MOP）合
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成 1-甲氧基-2-丙酮（MOA），在反应温度 300 ℃、液时空速 1.75 h 条件下，MOP 转化率为 85.2%，MOA 选
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择性为 55.7%，在液时空速为 1.75~2.00 h 时 MOP 转化率和 MOA 选择性几乎不变。可稳定运行 32 h，而该空
速下传统浸渍法制备的催化剂（IM-CuAl）已基本无催化活性。
关键词：铜基催化剂；甲氧基丙酮；载体；分散度；比表面积；催化技术
中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 09-1866-06

Preparation and properties of copper-based catalysts with high
specific surface area and high dispersion

ZHAO Yu, HOU Zhenjiang, GAO Jiaojiao, LEI Fuhong, LEI Qian, LI Guixian
（School of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China）

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Abstract: Cu—O—Al framework catalyst with high specific surface area (383.87 m /g) and high dispersion
(42.74%) was successfully prepared by improved coprecipitation method with the catalyst precursor
synthesized at pH=5 precisely and pre-dried with n-butanol. The results showed that the synthesized
catalyst exhibited higher catalytic activity because of the increased specific surface area, larger pore volume,
smaller copper particle size and higher dispersion brought by the improved preparation method. The
stability of the catalyst was further enhanced by the Cu—O—Al framework structure which significantly
inhibited the migration of copper particles. The catalytic performance of the catalyst (CuAl 3 with Cu/Al
molar ratio of feeding of 0.3) in conversion of 1-methoxy-2-propanol (MOP) into 1-methoxy-2-acetone
(MOA) led to a conversion rate of 85.2% and selectivity of 55.7% at 300 ℃ and liquid hourly space velocity
–1
–1
of 1.75 h . which were almost unchanged in the range of 1.75~2.00 h , Moreover, the catalyst still kept its
activity stably even after 32 h, while the catalyst prepared by traditional impregnation method (IM-CuAl)
displayed no catalytic activity at this hourly space speed.
Key words: copper-based catalyst; methoxyacetone; carrier; dispersion; specific surface area; catalysis technology

[1]
[6]
中国农药使用量较大，约占全球的 35% 。据统 很大 。
计，杂草危害造成的农作物产量损失高达 20% [2-3] ，因 1-甲氧基-2-丙酮（MOA）为性能优异的除草剂
而，除草效果显著且价格低廉的化学除草剂受到广 原料之一，需求量较大，但目前国内外相关合成技术
大农民的欢迎 [4-5] ；目前，约 1/3 的农田使用化学除 并不成熟，生产工艺也存在较大缺陷 [7-10] 。1-甲氧基-2-
草剂，且今后中国农业对化学除草剂的需求量仍然 丙醇（MOP）的选择性氧化是应用最广泛的 MOA 制

收稿日期：2022-03-09; 定用日期：2022-05-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220206
基金项目：国家自然科学基金（21763016）
作者简介：赵 鹬（1981—），男，博士，教授，硕士生导师，E-mail：yzhao@lut.edu.cn。