《表2 钙铝酸盐催化乙醇合成乙腈反应的催化性能》

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《绿色化学原则下国内外乙腈生产工艺分析》


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注:反应条件为反应温度280°C;CH3CH2OH∶NH3∶H2=1.0∶5.0∶1.15(摩尔比);乙醇(96.0%,体积分数)体积空速1.14h-1。

研究者对铜基催化剂的催化原理进行分析后发现,γ-Al2O3载体在水蒸气的作用下易于降解。水蒸气是在乙腈合成过程中产生的。此外,氨、胺(碱分子)和吸附在γ-Al2O3上的水可影响γ-Al2O3表面的酸性,对催化剂的稳定性和选择性也会造成不利的影响,因而需要对其进行结构修饰。Belov等[28]在基于铜铝相的催化剂中加入了新组分,形成了铝酸钙催化剂,并尝试加入锌、锆、镁等金属元素作为促进剂,制备新型含铜、铜-锌、铜-锌-锆和铜-镁催化剂,如表2。由于乙醇脱氢氨化过程中脱水副反应发生在铜-铝复合材料中γ-Al2O3表面的特定强酸位点[27]。加入碱土金属铝酸盐(钙、镁等)和锌铝酸盐,不仅可以减弱γ-Al2O3表面的酸性质,同时抑制材料表面碳化,还可以增加活性铜的稳定性和耐热性,提高对乙腈的选择性。