甘油氢解制1,2--丙二醇负载型骨架铜催化剂的制备与改性研究的任务书.docx

甘油氢解制1,2--丙二醇负载型骨架铜催化剂的制备与改性研究的任务书
任务书
一、课题背景
近年来，甘油氢解制备1,2-丙二醇（PG）成为了一项广泛关注的研究领域。PG是一种重要的化工原料，广泛用于生产聚醚、聚氨酯、涂料和塑料等领域。传统的PG生产方法是通过石油制备，然而，这种方法的生产效率不高，消耗的石油资源也很大。近年来，甘油氢解成为PG的新兴制备方法，其生产效率相对较高，且使用的原料来自可再生能源。
在甘油氢解的反应中，催化剂是至关重要的组成部分。目前，许多研究表明，Cu基催化剂是最具活性的甘油氢解催化剂之一。而骨架化技术则可以提高催化剂的活性和稳定性。因此，本课题旨在探究甘油氢解制备PG过程中，骨架化铜催化剂的制备和改性研究，以期得到一种效果更好的甘油氢解催化剂。
二、研究目的
本课题的主要目标是制备一种骨架化的铜催化剂，并通过改性研究，提高催化剂的活性和稳定性，以应用于甘油氢解制备PG的工业化生产中。具体任务如下：
1.制备骨架型铜催化剂，并通过表征手段分析催化剂的物化性质；
2.考察不同的改性方法对催化剂的活性和稳定性的影响；
3.优化改性条件，并通过催化反应实验及表征手段分析催化剂的活性和稳定性；
4.探究甘油氢解反应的反应条件，如反应温度、甘油浓度和催化剂用量等参数，以得到最佳反应条件。
三、研究内容
1.铜催化剂的制备
选择合适的载体材料，如介孔材料或氧化铝等，然后在载体上沉积铜催化剂，并采用还原法将铜离子还原为金属铜粒子。最后，进行焙烧和骨架化处理。
2.催化剂的表征
运用XRD、TEM、BET、TPR等表征手段，分析催化剂的结构特征、物化性质和还原性等。
3.催化剂的改性
选取适合的改性方法，如酸碱处理、离子交换等，对铜催化剂进行改性。通过实验室反应实验验证改性的效果，并通过表征手段对比不同改性方法的优缺点。
4.甘油氢解反应
选取适当的反应条件测定甘油氢解反应的最佳反应条件，并在此基础上评估催化剂的催化活性和稳定性。
四、研究时间和计划
此项研究预计为期1年，具体计划如下：
1.前期调研和文献查阅（1个月）
2.铜催化剂的制备和表征（3个月）
3.铜催化剂的改性和性能测试（4个月）
4.反应条件优化及催化反应实验（3个月）
5.数据整理和结果论述（1个月）
六、预期研究成果
1.得到一种效果更好的甘油氢解催化剂，可用于甘油氢解制备PG的工业化生产中。
2.具体的研究结果可用于设计甘油氢解反应的最佳反应条件，加速PG的工业化制备进程。
3.相关成果将发布在国际知名期刊上，促进在该领域的研究进展。
四、参考文献
1.García-Sancho,C.,etal.(2014)Mesoporousmaterialsfrommixedoxides:synthesisandapplicationfortheproductionofbiofuels.GreenChem.16,1889-1898.
2.Xu,Y.,etal.(2014)SynthesisandcharacterizationofCu-dopedmesoporousaluminacatalystforthegas-phasevapourconversionofglycerol.J.Mater.Chem.A2,17861-17870.
3.Wang,Y.,etal.(2015)Developmentofathermo-stablecoppercatalystsupportedoncarbonnanotubesforefficientproductionofbio-based1,2-propanediolfromglycerol.Ind.Eng.Chem.Res.54,4651-4660.
4.Li,H.Y.,etal.(2015)One-potsynthesisofhierarchicalmesoporousCu-ZSM-5zeoliteasanefficientcatalystforthedirectconversionofglyceroltohigh-valuechemicals.Chem.Commun.51,6947-6950.