甘油催化转化的研究进展

江南大学科技成果——甘油转化合成碳酸甘油酯成果简介随着生物柴油的发展，副产粗甘油的利用成为亟待解决的问题。

将甘油利用，制成具有高附加值的碳酸甘油酯成为重要的解决方案。

碳酸甘油酯的高附加值来源于其广泛的用途。

碳酸甘油酯因其低毒、低蒸发率、低可燃性及高稳定性被认为是一种绿色溶剂，可用于油漆、涂料、聚氨酯泡沫体和化妆品工业。

江南大学自主研发了利用甘油催化合成碳酸甘油酯的合成工艺，以廉价的甘油为原料，采用高效催化剂制备碳酸甘油酯，反应条件温和、收率高并且副产物少，发展前景广阔。

技术指标本项目采用酯交换法和尿素醇解法合成碳酸甘油酯的两种工艺路线。

突破了低成本、高活性固体催化剂体系的制备技术；碳酸甘油酯的收率≥95%；催化剂可回收再利用，重复使用3-5次，产品收率仍保持90%以上。

知识产权论文方面：发表科技论文10余篇；专利方面：申请发明专利5项，授权1项。

项目成熟度将甘油转变为高附加值的产品，吸引业内人士的关注，碳酸甘油酯作为具有羟基和五元环的环状碳酸酯是极具工业前景的化学品。

酯交换法和尿素醇解法的催化剂制备都比较简单，并且比较经济。

两种工艺各有优势。

尿素醇解工艺反应条件温和，成本低；酯交换工艺的产品收率高，产物容易分离。

本研究团队已完成尿素氧化羰基化法、甘油和碳酸二甲酯酯交换法这两种工艺小试的研发工作。

投资期望及应用情况甘油采用纯甘油的价格，如果采用生物柴油副产物粗甘油的价格会更便宜。

甘油和碳酸二甲酯体系，甘油5000元/吨，碳酸二甲酯7500元/吨，催化剂9000元/吨，用量以甘油质量的5%计算，催化剂可重复使用，按照催化剂使用三次计算，碳酸甘油酯的成本价格估算大约12800元/吨。

对甘油和尿素体系进行估算，甘油5000元/吨，尿素1300元/吨，催化剂10650元/吨，以甘油质量的5%计算，催化剂可重复使用多次，按照使用三次计算，碳酸甘油酯的成本价格大约5100元/吨。

碳酸甘油酯拥有双官能团：羰基和羟基，双官能团作为反应活性位使碳酸甘油酯作为原料可以合成一些化学中间体。

甘油原位加氢合成1,2-丙二醇的研究进展甘油原位加氢合成1,2-丙二醇是指在甘油的分子内部进行加氢反应，将一个羟基还原成甲基，生成1,2-丙二醇。

该反应的化学方程式如下：H2 + HOCH2CH(OH)CH2OH → HOCH2CH(OH)CH2OCH3此反应的催化剂主要为铜催化剂，通过不同的制备方法可得到不同的铜催化剂，催化反应的条件为高压、高温和高氢气流速。

该反应可以在连续流动反应器中进行。

2. 催化剂的选择催化剂是甘油原位加氢合成1,2-丙二醇的关键。

铜催化剂是最常用的催化剂，可以通过草酸法、共同沉淀法、共蒸发法等多种方法制备得到。

草酸法是通过铜盐、草酸等化合物在适当的条件下反应得到铜草酸沉淀，并经过还原得到铜催化剂。

共同沉淀法是将铜盐和另一种金属盐混合，反应得到沉淀，并经过还原得到铜催化剂。

共蒸发法是将铜盐和另一种金属盐溶于溶剂中，蒸发溶剂得到沉淀，再经过还原得到铜催化剂。

此外，还有钴、镉、镍等金属催化剂可用于该反应。

3. 反应条件的优化反应的条件主要包括温度、压力和气流速。

最优的反应条件是在220 ~ 240 ℃、40 ~ 60 MPa和0.01 ~ 0.03 mol/min的高流量下进行。

增加压力可以提高产率和选择性，但过高的压力会降低反应速率和产率。

增加氢气流速可提高反应速率和产率，但过高的氢气流速也会降低产率。

在优化反应条件的同时，还需考虑催化剂的稳定性和再生性。

4. 产率和选择性的控制产率和选择性是评价甘油原位加氢合成1,2-丙二醇的关键参数，其受多种因素的影响，如催化剂种类、催化剂制备方法、反应条件等。

提高产率和选择性的方法包括多相催化剂的应用、反应条件的调控和催化剂的再生等。

同时，还需考虑对环境和人体的安全性及可持续性等问题，以逐步改进和完善该技术。

5. 应用前景和展望甘油原位加氢合成1,2-丙二醇是一种新兴的技术，具有广泛的应用前景。

该技术不仅可以提高1,2-丙二醇的产率和选择性，还可以降低催化剂的成本，减少产生有害副产物的难度。

生物柴油副产物粗甘油开发利用的研究进展一、引言- 生物柴油副产物粗甘油的定义和背景- 本文的研究目的和意义二、粗甘油的物化性质及其影响因素- 粗甘油的化学组成和物理性质- 影响粗甘油物化性质的因素三、粗甘油的利用方式- 生化过程中的应用及优劣比较分析- 化学工业中的应用及优劣比较分析- 食品和医药工业中的应用及优劣比较分析四、粗甘油的深加工- 高值化学品的生产及应用- 生化燃料的生产及应用- 粗甘油的分离纯化及相关工艺流程五、现有问题及展望- 粗甘油开发利用中存在的技术难点- 未来研究方向及发展趋势六、结论- 粗甘油开发利用在环保、资源节约、经济等方面的意义- 未来研究的意义和应用价值一、引言近年来，随着环保意识的提高和能源需求的增长，生物柴油成为一种备受关注的可持续能源。

生物柴油的制备过程中产生的副产物——粗甘油，不仅是生物柴油生产成本的一项重要组成部分，更是一种具有潜在价值的有机物。

粗甘油中含有丰富的三酸甘油酯、甘油以及少量杂质，其组分特点决定了其具有多样的应用价值。

因此，粗甘油的开发利用成为了重要的研究方向之一。

本文旨在总结粗甘油开发利用的研究进展，包括粗甘油的物化性质、利用方式、深加工及问题展望等内容。

二、粗甘油的物化性质及其影响因素粗甘油的化学组成和物理性质是其利用方式的基础。

一般粗甘油中三酸甘油酯占比较高，甘油含量较低，同时含有少量杂质，如游离脂肪酸、杂醇等。

其物理性质包括黏度、密度、流动性等，这些性质对粗甘油进行利用时起到重要的作用。

不同来源的生物柴油副产物中的粗甘油其化学组成和物理性质都存在差异，因此研究不同来源的粗甘油特点可根据不同需求进行丰富化的利用。

在粗甘油的利用过程中，其组成物质的相互作用对产物的性质也有一定的影响。

游离脂肪酸浓度的增加，会降低三酸甘油酯的含量，从而影响了粗甘油的主要应用——作为粗甘油酯的原料，导致生产出的生物柴油的品质下降。

粗甘油在生物羧酸化反应和脱水反应中也需要和其他物质进行反应，不同反应条件和反应物质的选择影响不同条件下产品的品质和产率等。

Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2020, 8(2), 23-34Published Online April 2020 in Hans. /journal/amchttps:///10.12677/amc.2020.82004Research and Progress on Catalysts forDirect Hydrogenolysis of Glycerol to1,3-PropanediolXiaolin Wu, Zisheng Chao*, Jincheng FanSchool of Materials Science and Engineering, Changsha University of Science and Technology,Changsha HunanReceived: Mar. 21st, 2020; accepted: Apr. 6th, 2020; published: Apr. 13th, 2020AbstractAs one of the synthetic monomers of polyester (PTT), 1,3-propanediol has broad application prospects in many fields. Glycerol is one of the raw materials for the synthesis of 1,3-propanediol.There are many methods to synthesize 1,3-pdo. In recent years, cerium glycerin is one-step syn-thesis by direct hydrogenolysis. This method is recognized by scholars and studied extensively. In this paper, we mainly introduce the research of catalysts for the hydrogenolysis of glycerol to 1,3-pdo over the past ten years, and summarize the types of catalysts, types of supports, synthesis methods and process conditions of catalysts. Some of our understanding of the components of the catalyst, the preparation method and the mechanism of the catalytic reaction are given. At the same time, the future research direction is analyzed.KeywordsGlycerol, 1,3-Propanediol, Reaction Mechanism, Catalyst甘油直接氢解合成1,3-丙二醇催化剂的研究与进展吴晓霖，晁自胜*，范金成长沙理工大学材料科学与工程学院，湖南长沙收稿日期：2020年3月21日；录用日期：2020年4月6日；发布日期：2020年4月13日*通讯作者。

甘油的电催化氧化反应
甘油的电催化氧化反应是一种重要的化学反应，它可以将甘油转化为水和二氧化碳。

这种反应可以用来制备某些重要的化学物质，如甘油酸、乙酸乙酯等。

甘油的电催化氧化反应是一种催化反应，它需要一种催化剂来促进反应的进行。

常用的催化剂有铂催化剂、钯催化剂和钴催化剂等。

这些催化剂可以有效地加速反应的进行，使反应的速度大大提高。

甘油的电催化氧化反应需要一定的电压来激活催化剂，从而使反应发生。

一般来说，电压的大小取决于催化剂的种类，铂催化剂需要的电压较低，而钯催化剂需要的电压较高。

甘油的电催化氧化反应可以用来制备一些重要的化学物质，如甘油酸、乙酸乙酯等。

这些物质可以用来制备一些重要的化学制品，如染料、润滑油、洗涤剂等。

甘油的电催化氧化反应是一种重要的化学反应，它可以将甘油转化为水和二氧化碳，并可以用来制备一些重要的化学物质。

它的发展为化学工业的发展提供了重要的技术支持，为人类社会的发展做出了重要的贡献。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期Pt-WO x 系催化剂上甘油氢解制1,3-丙二醇的研究进展陈宇晴，齐随涛，杨伯伦（西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049）摘要：生物柴油的发展对实现碳减排、推进能源替补具有重要科学意义，将生物柴油副产粗甘油进行绿色处理及高值转化，有利于促进生物柴油产业链的延伸发展。

甘油氢解制备1,3-丙二醇已成为目前粗甘油高值化利用的研究热点，设计开发高活性、高选择性的催化剂是该过程的关键。

本文首先阐述了Pt-WO x 系催化剂上甘油氢解制备1,3-丙二醇的脱水加氢机理、直接氢解机理以及氧化还原机理，明确了Pt-WO x 系催化剂中Pt 分散度、WO x 状态和Pt-WO x 界面接触等是影响催化性能的主要因素，并对其进行综述；进一步分析Pt 分散度、WO x 状态和Pt-WO x 界面接触的影响机制。

Pt 分散度会影响H 2的活化及反应中间体的氢化；WO x 状态与催化剂Brönsted 酸性位点密不可分，还可促进活性金属的分散；Pt-WO x 界面则影响催化剂氢溢流以及原位Brönsted 酸的生成。

最后，提出今后应从这三方面构筑新型Pt-WO x 系催化剂；探究各活性组分对甘油氢解反应的影响规律及组分间相互作用的本质特征，完善反应机理；考察加氢方式对甘油选择性氢解的影响机制，以促进甘油选择性氢解制1,3-丙二醇技术路线的规模化发展。

关键词：甘油；氢解；1,3-丙二醇；Pt-WO x 催化剂；反应机理中图分类号：O643.38；TQ426 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）12-6301-09Research progress of hydrogenolysis of glycerol to 1,3-propanediol oversupported Pt-WO x catalystsCHEN Yuqing ，QI Suitao ，YANG Bolun(College of Chemical Engineering and Technology, Xi ’an Jiaotong University, Xi ’an 710049, Shaanxi, China)Abstract: The development of biodiesel is of great scientific significance for achieving carbon emissionreduction and energy substitution. The high-value green conversion of biodiesel by-product glycerol areconducive to the development and extension of the biodiesel industry chain. 1,3-Propanediol produced by catalytic hydrogenation of glycerol has become a research hotspot, and the design of catalysts with high activity and selectivity is the key. The dehydration-hydrogenation mechanism, direct hydrogenation mechanism and redox mechanism of glycerol to 1,3-propanediol on Pt-WO x supported catalysts are elaborated. Pt dispersion, WO x state and Pt-WO x interface contact behavior in Pt-WO x catalysts are further analyzed as they are the main influence factors on the catalytic performance. Pt dispersion affects the activation of H 2 and the further hydrogenation of intermediates. The WO x state not only promotes the dispersion of Pt, but also closely relates with the Brönsted acid site of the catalyst. The Pt-WO x interface综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0075收稿日期：2023-01-15；修改稿日期：2023-03-22。

甘油电催化氧化的研究进展：催化剂、机理和应用吴建祥;杨雪晶;龚鸣【期刊名称】《催化学报(英文)》【年(卷),期】2022(43)12【摘要】甘油(丙三醇)是一种重要的生物质基平台分子,也是生物柴油制备过程中产生的副产物.单纯将粗甘油经分离、提纯制取精制甘油存在成本高和用途单一的缺点,开发高效的粗甘油转化方法可以提升其附加值,进而提高资源利用率和延伸生物质基材料产业链.甘油是生物质基平台分子中氢含量最高的分子之一,可通过氧化还原、脱水等过程形成多种含碳短链能源化学品.与传统的热催化相比,电催化不仅能在温和的条件下实现粗甘油的选择性转化,还可使其与阴极发生耦合反应,生成氢气.然而,甘油的电催化氧化微观机制复杂,涉及诸多反应途径及多个电子和质子转移过程,如何合理设计可高选择性地催化生成目标产物的催化剂是实现生物甘油高效转化的关键.本文以甘油电催化氧化产物的选择性调控为核心,总结了甘油电催化氧化(GOR)中催化剂设计和机理研究领域的最新进展,旨在阐述GOR过程及催化剂的构效关系,并为今后设计开发高效GOR催化剂提供参考.首先,结合原位分析和理论计算等领域的研究结果,系统地总结了GOR过程中电位、催化剂结构和组成以及电解质对催化剂性能的影响,阐述了反应过程中的催化机理.针对GOR活性较高时,甘油容易强吸附在催化剂表面形成中间体进而毒化催化剂的现象,介绍了通过金属原子吸附、形成合金或界面修饰等方法在催化剂中引入金属或金属氧化物,并考察催化剂活性中心、甘油吸附构型、电子效应以及电子结构等对产物分布的影响.目前,有关GOR催化剂构效关系的研究主要集中在贵金属催化剂上;为推进生物甘油转化的实际应用,未来应致力于研究如何开发价格低廉的非贵金属催化剂,特别是应用于甘油电重整制氢和甘油燃料电池等领域的催化剂.已报道的非贵金属催化剂虽然有较好的稳定性,但其通常表现出较高的过电位,并且催化甘油生成的主要产物为低价值产物(碳酸盐,草酸盐和甲酸盐等).综上,未来可以利用先进的合成方法、表征技术和理论计算手段,在分子水平充分、深入地认识甘油氧化的途径,进而合理地设计开发出低成本、高性能、抗中毒的电催化剂,为实现粗甘油电催化氧制氢或转化为高附加值化学品的实际应用提供借鉴.【总页数】21页(P2966-2986)【作者】吴建祥;杨雪晶;龚鸣【作者单位】复旦大学化学系;华东理工大学工业废水处理国家工程实验室【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.碳纳米管基非贵金属催化剂在电催化氧化还原中的应用研究进展2.氮掺杂碳管载钯催化剂的制备及其电催化甘油氧化性能3.碱性介质中氢氧化反应电催化剂的开发:从机理认识到材料设计4.钯基氧还原和乙醇氧化反应电催化剂:关于结构和机理研究的一些近期见解5.电催化还原二氧化碳制一氧化碳催化剂研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响》篇一一、引言随着全球对可再生能源和生物质资源的关注日益增加，生物质转化技术已成为研究热点。

甘油作为生物柴油生产过程中的重要副产物，其高效转化和利用具有重要意义。

氢解是一种有效的甘油转化方法，能够产生多种高附加值的化学品。

在氢解反应中，催化剂的选择是关键因素之一。

本文重点探讨载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响。

二、Pt-W-Zr系催化剂的概述Pt-W-Zr系催化剂是一种广泛应用于甘油氢解反应的催化剂。

该催化剂具有较高的活性和选择性，能够在相对温和的条件下实现甘油的氢解。

然而，催化剂的性能受到多种因素的影响，包括活性组分的选择、载体的类型以及制备方法等。

三、载体的种类及作用载体在催化剂中起着重要作用，它不仅提供催化剂活性组分的支撑，还能影响催化剂的分散性、比表面积以及酸碱性等性质，从而影响催化剂的催化性能。

在Pt-W-Zr系催化剂中，常见的载体包括氧化铝、二氧化硅、氧化钛、活性炭等。

四、不同载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响1. 氧化铝载体：氧化铝载体具有较高的比表面积和良好的热稳定性，能够提高催化剂的分散性，从而增强催化剂的活性。

然而，过高的比表面积可能导致催化剂的酸性过强，不利于甘油的氢解。

2. 二氧化硅载体：二氧化硅载体具有较好的化学稳定性，能够提高催化剂的耐热性和抗中毒能力。

同时，二氧化硅载体的酸性适中，有利于甘油的氢解。

3. 氧化钛载体：氧化钛载体具有较高的热稳定性和良好的机械强度，能够提高催化剂的抗磨损性能。

然而，氧化钛载体的酸性较弱，可能影响催化剂的活性。

4. 活性炭载体：活性炭载体具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能够提高催化剂的表面积和反应物的吸附能力。

然而，活性炭载体的热稳定性较差，可能在高温下发生结构变化。

五、实验结果与讨论通过实验对比不同载体对Pt-W-Zr系催化剂催化氢解甘油性能的影响，我们发现：1. 使用氧化铝载体的催化剂具有较高的活性，但甘油转化率和产物选择性相对较低。

甘油生产方法研究进展甘油又称丙三醇，分子式C3H5(OH)3，是一种粘稠液体，有甜味，所以称为甘油；能与水以任意比混溶，有强烈的吸湿性，是重要的基本有机原料。

1779年，瑞典化学家谢勒(Scheele)偶然从橄榄油与一氧化铅的反应中获得了甘油，这是人们第一次知道甘油的存在。

·最早，人们只将甘油作为皮肤的滋润剂，至1846年，沙勃里罗(Sobrero)将甘油与硝酸反应，得到硝化甘油。

20年以后，诺贝尔将硝化甘油与硅藻土制成了安全炸药，使硝化甘油能顺利地应用于达纳炸药的生产。

现在，甘油的用途已经十分广泛，主要用于医药、化妆品、醇酸树脂、烟草、食品、饮料、聚氨基甲酸酯、赛璐珞、炸药、纺织印染等方面。

大约有1700多种用途。

由于石油等不可再生能源的日益消耗，寻找清洁的可再生能源成为化学工整理义不容辞的责任，甘油，来源于自然界，无毒无害，是理想的化工原料。

因此，如何很好地开发甘油，发现它的新用途成为研究热点。

本文对甘油的生产方法作一个综述，希望对致力开发甘油新用途的化学工整理有所帮助。

甘油主要以甘油酯的形式广泛存在于自然界中。

所以，长期以来，大部分甘油是从油脂皂化生产肥皂以及从油脂水解产生脂肪酸的过程中作为副产物取得的。

直到1858年，人们才知道用发酵法也能制甘油。

第一次世界大战时期的德国，由于甘油缺乏，首创用甜菜发酵制甘油。

从1948年起，用丙烯合成甘油的方法已开始在工业上应用，产量逐年上升，发展趋势较快。

现在，甘油的工业生产方法按甘油的来源可以分为3类，即天然甘油的生产，发酵甘油的生产，合成甘油的生产。

其中前2类方法的原料都是可再生的。

1 天然甘油的生产主要来自肥皂生产和油脂裂解过程的副产品；1948年以前，甘油全部从动植物油脂制皂的副产物中回收。

直到目前，天然油脂仍为生产甘油的主要原料，其中约42%的天然甘油来自制皂副产，58%来自脂肪酸生产。

由于该方法以天然油脂为原料，且甘油是副产物，我国的化学工整理设想将其用于油脚的废水处理和利用上，既起到环保的作用，又得到一定的经济效应。