碱促进剂在Ru/CNFs催化山梨醇氢解制备二元醇中的作用

doi:10.1016/S1872-2067(14)60083-8

催化学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 692-702.DOI: 10.1016/S1872-2067(14)60083-8

碱促进剂在Ru/CNFs催化山梨醇氢解制备二元醇中的作用

周静红, 刘国才, 隋志军, 周兴贵, 袁渭康

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室, 上海200237

收稿日期:2014-03-07 修回日期:2014-03-19 出版日期:2014-04-18 发布日期:2014-04-24
通讯作者: 周静红
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973计划，2014CB239702）；国家自然科学基金（21106047）.

Hydrogenolysis of sorbitol to glycols over carbon nanofibers-supported ruthenium catalyst：The role of base promoter

Jinghong Zhou, Guocai Liu, Zhijun Sui, Xinggui Zhou, Weikang Yuan

State Key Laboratory of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Received:2014-03-07 Revised:2014-03-19 Online:2014-04-18 Published:2014-04-24
Supported by:
This work was supported by the National Basic Research Program of China (973 Program, 2014CB239702) and the National Natural Science Foundation of China (21106047).

摘要/Abstract

摘要：

研究了NaOH，KOH，Mg（OH）₂，Ba（OH）₂和CaO等5碱促进剂在Ru/CNFs催化山梨醇氢解过程中的作用机制. 结果表明，这些碱均能显著提高山梨醇的转化率，但生成二元醇的选择性随碱种类而有所差异，其中以CaO促进的催化剂二元醇选择性最高. CaO提供了用以催化C-C键断裂的OH^-，同时与中间产物形成络合物从而影响反应历程. 提出了CaO作为促进剂时山梨醇氢解生成二元醇的反应历程，并由此进一步优化了山梨醇浓度、Ru催化剂用量和碱促进剂用量之间的匹配以达到更高的二元醇产率.

关键词: 山梨醇, 氢解, 碱促进剂, 二元醇, 钌催化剂

Abstract:

Sorbitol hydrogenolysis over carbon nanofibers-supported Ru (Ru/CNFs) was carried out with different bases (NaOH, KOH, Mg(OH)₂, Ba(OH)₂, and CaO) to investigate the role of base promoter. The results indicated that all the bases used significantly enhanced the sorbitol conversion while the glycol selectivities varied with the base type and amount. CaO was the best base in terms of glycol selectivity for two reasons. CaO provided OH^- for the base-promoted cleavage of C-C bonds, while it also supplied Ca²⁺ for complexation with the intermediate aldehydes, thus affecting the reaction pathways. We identified an optimum ratio among sorbitol concentration, Ru/CNFs catalyst, and CaO to achieve favorable glycol selectivities in sorbitol hydrogenolysis. Reaction pathways for sorbitol hydrogenolysis into glycols in aqueous solution in the presence of CaO have been proposed based on the mechanistic study.

Key words: Sorbitol, Hydrogenolysis, Base promoter, Glycol, Ruthenium catalyst

周静红, 刘国才, 隋志军, 周兴贵, 袁渭康. 碱促进剂在Ru/CNFs催化山梨醇氢解制备二元醇中的作用[J]. 催化学报, 2014, 35(5): 692-702.

Jinghong Zhou, Guocai Liu, Zhijun Sui, Xinggui Zhou, Weikang Yuan. Hydrogenolysis of sorbitol to glycols over carbon nanofibers-supported ruthenium catalyst：The role of base promoter[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2014, 35(5): 692-702.

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Hydrogenolysis of sorbitol to glycols over carbon nanofibers-supported ruthenium catalyst：The role of base promoter

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