氧化钌等金属氧化物催化甲醇性能研究

氧化钌等金属氧化物催化甲醇性能研究
2016-08-03 13:28来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
负载RuO2催化甲醇转化反应路
径
甲醇具有丰富的来源, 工业上主要由煤和天然气等化石原料经由合成气(H2+CO)转化而来, 此外,甲烷直接氧化、二氧化碳加氢以及生物质转化等新的合成途径也受到了人们的关注. 甲醇具有重要的用途, 可以直接用于甲醇燃料电池或用作液体燃料、汽油添加剂等, 甲醇也可以直接用于制备汽油等烃类液体燃料. 同时, 甲醇作为重要的C1化工原料, 广泛用于生产甲醛、甲基叔丁基醚、乙酸和烯烃等重要化学品. 因此, 甲醇已逐渐成为制备燃料和化学品的重要平台分子. 基于此,Olah等提出了“甲醇经济”的概念, 并将其作为应对油气时代过后解决能源问题的一条有效途径. 甲醇选择性氧化可以利用空气将甲醇转化为甲醛、甲酸甲酯和甲缩醛等, 由这些产品向下延伸, 可以得到许多高附加值化学品, 因而受到了人们的广泛关注.
另一方面, 甲醇在催化研究中也常被用作探针分子. 常用的表征技术, 如X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温技术等反映的是催化剂结构的平均信息, 而催化反应往往发生在催化剂的特定活性中心上. 因此, 选择合适的探针分子可用于了解催化剂表面活性中心的特定结构, 以弥补常用表征技术的不足. 作为常用的探针反应, 利用甲醇选择性氧化反应可以检测催化剂的氧化还原性质和酸碱性质, 定量测定表面暴露的活性中心数量, 以及比较活性中
心的相对反应活性等.这些研究有助于认识催化活性中心的结构和反应路径, 并实现甲醇高效地
转化为甲醛、甲酸甲酯和甲缩醛等重要的目标产物.显然, 开展甲醇氧化反应的研究, 实现甲醇的高效催化转化具有显著的科学意义和工业应用价值.
北京大学化学与分子工程学院刘海超等人以甲醇选择氧化为探针反应,总结了负载氧化钼、负载氧化钒和杂多酸等典型催化剂体系以及近年来发展的氧化铼、氧化钌等新催化剂体系在认识催化活性中心结构和反应机理, 进而调控它们的氧化中心和酸中心等方面所取得的进展. 这些认识将有助于设计制备性能优异的新催化剂和实现甲醇到目标氧化产物的定向转化.。