Co-Al催化劑在環氧丙醇加氫制備1,3-丙二醇中的應用

蔡中順，朱子慧，潘 菁，孫妍妍，習玲玲，侯昭胤

（浙江大學化學系,生物質化工教育部重點實驗室,杭州310028）

1，3 -丙二醇（1，3-PDO）是合成聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的重要原料，目前主要采用甘油發酵工藝來生產［1～3］.但是用甘油直接氫解制備1，3-PDO的反應需要貴金屬催化劑，且反應條件苛刻、反應時間較長［4～7］.相比之下，甘油可在溫和條件下高效制備環氧丙醇，且環氧丙醇的收率（>80%）很高［8～12］.因此，探索從甘油的衍生物環氧丙醇出發制備1，3-PDO 的催化劑和反應工藝，有望縮短從甘油到1，3-PDO的距離，為甘油制備1，3-PDO提供新的反應路徑［13，14］，如Scheme 1所示.

Scheme 1 Synthesis of 1,3-PDO from glycidol

目前，以環氧丙醇為原料，直接選擇性加氫生成1，3-PDO的研究很少.Kadowaki等［15］曾發現環氧丙醇加氫的反應中有1，3-PDO生成，隨后又發現在大劑量的海綿Ni或Co催化劑作用下［n（Ni/Co）/n（環氧丙醇）=2：5］，環氧丙醇可以加氫生成1，3-PDO，在80oC下反應5 h后，產物中1，3-PDO的收率分別為44.1%和42.8%.Gebretsadik等［13］以介孔酸性皂石負載的Ni為催化劑，發現在180 ℃下反應1 h后，環氧丙醇完全轉化，但1，3-PDO的收率最高只有29%.在此基礎上，Gebretsadik等［14］又制備了Mo，V，W和Re等改性的Ni基及Cu基催化劑，發現在120 ℃、5 MPa H2下反應4 h后，在Re修飾的Ni金屬催化劑NiRe（7）/MS 作用下，1，3-PDO 的選擇性增加到46.1%，但產物中1，2-丙二醇（1，2-PDO）的收率仍很高（1，3-PDO 與 1，2-PDO 的收率比為 1.24）.我們［16］曾制備了可以用于環氧丙醇加氫制備 1，3-PDO 的Co 基催化劑，在120 ℃、2 MPa H2下反應5 h 后，1，3-PDO 的選擇性高達59.0%，但環氧丙醇的轉化率較低（61.0%），且副產物1-丙醇（1-PO）的選擇性高達31.7%.

本文采用無溶劑法制備了一系列不同摩爾比的Co-Al水滑石前驅體，經高溫焙燒和H2還原后，得到Cox/Al2O3（x為Co/Al摩爾比）催化劑，表征了該系列催化劑的結……