Page 195 - 化工产品与设备安全管理研究

第七章 精细化工工艺技术管理与煤气净化设备运行维护分析

花状水滑石有利于 Au NPs 在水滑石表面的均匀分布，并且催化剂表面显示分层
孔结构，增加了反应过程中底物与催化活性中心间的有效接触。
（二）糠醛氧化

生物质衍生分子 5- 羟甲基 -2- 糠醛（HMF）氧化可得到 2，5- 呋喃二甲酸
（FDCA），Taarning E 等指出 Au NPs 在糠醛选择性氧化过程中的高活性，他们
制备了 Au/TiO2 催化剂，FDCA 产率达 98%，但需要添加可溶性碱。Ardemani
L 等制备了 Au/Mg-Al LDH 催化 HMF 制 FDCA，对比有无可溶碱添加对于反应

的影响，发现水滑石固体碱上 Au 含量较高时，相互之间存在协同作用，能提高
FDCA 的产量；NaOH 溶液则实现了 Au 低含量时 FDCA 高产量，但可溶性碱存
在会带来一系列环境问题，二者均有一定的局限性。Wang Y 等制备了 Pd/Mg-

Al LDH，将 Pd NPs 用于 HMF 选择性氧化，在 n（Mg）∶ n（Al）=5 和 Pd 负
载量为 2% 时催化效果最佳，反应 3 h，HMF 转化率达 99.4%，FDCA 选择性达
91.9%，催化剂重复使用 5 次，催化活性几乎无损失。他们通过对照实验确定了
水滑石在反应中的作用是作为固体碱为 HMF 氧化提供碱性条件，并进一步提出
了反应机理。Xia H 等制备 Pd-Au/Mg-Al LDH 催化剂，60 ℃下反应 6 h，能获得

90% 以上的 FDCA 产率，他们认为 Au、Pt 合金的几何效应与电子效应是有利因素，
相比单金属，双金属的优势是在低温下保证 90% 的 FDCA 产率，降低了反应能耗，
单金属体系往往需要 100 ℃以上温度。

（三）烷烃氧化脱氢
短链烯烃是重要的工业原料和化学中间体，Li Yingxia 等制备了 CeO2 改性
的 PtCu/Mg（Al）O 催化剂，催化剂中 Pt 和 Cu 生成了合金，在与载体的共同作
用下催化丙烷脱氢制备丙烯。在最佳条件下，初始转化率达 62%，反应 6 h，丙
烯产率超过 40%。烷烃脱氢反应是吸热反应，需要高温条件，催化剂积炭和烧结

是主要问题，为保证活性位点不失活，除了采用热稳定好的载体外，金属助剂如
Cu、Sn 和 Ga 等的加入可以保证 Pt 的催化活性，提升催化剂寿命。Wu K 等以水
滑石为前驱体制备了介孔 Mg-Al 氧化物负载 Pt 催化剂，用于催化甲基环己烷的

高效脱氢，考察了不同沉淀时间对催化剂性能的影响，最终 Pt/Mg-Al-O-2 催化
剂呈现出高活性和稳定性，在反应温度 350 ℃下反应 218 h，依然能保持 92% 的
高转化率和 99% 以上的甲苯选择性，表现出极大的工业应用潜力。Choudhary H
等研究了水滑石负载 Au、Pd 和 Pt 催化 HMF 制备 FDCA。Tathod A 等制备 Au/

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