Pb-Pt/AC催化甘油一步法制备丙酮酸

生物质能具有绿色环保、可再生、来源广泛和安全性高等优点,成为当前的研究热点.作为生物柴油的主要副产物,甘油是一种重要的生物质平台化合物.甘油的高效利用,不仅能够获得重要的精细化学品及聚合物,也可以延长生物柴油的产业链,降低其生产成本,增加其市场竞争力.丙酮酸是一种弱有机酸,为生物体内葡萄糖分解代谢的中间产物,在生物能量代谢和物质代谢过程中起着重要的枢纽作用.同时,由于它同时含有羧基和酮羰基,具有很强的反应性,可参与多种化学反应,在化学工业中有广泛应用.目前,工业上主要采用酒石酸脱水脱羧法生产丙酮酸,丙酮酸收率可达50?55%,但生产过程需要消耗大量的KHSO4粉末,生产成本高,且高耗能高污染,...

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Published in催化学报 Vol. 38; no. 5; pp. 928 - 938
Main Author 张晨;王涛;丁云杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院大学, 北京100049%中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹),辽宁大连,116023%中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹), 辽宁大连 116023 2017
中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹), 辽宁大连 116023
中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室, 辽宁大连 116023
Subjects
甘油氧化;丙酮酸;铅助剂;铂;活性炭
铂
丙酮酸
Glycerol oxidation
Platinum
铅助剂
Activated carbon
活性炭
Pyruvic acid
Lead promoter
甘油氧化
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ISSN0253-9837
1872-2067
DOI10.1016/S1872-2067(17)62835-3

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Summary:生物质能具有绿色环保、可再生、来源广泛和安全性高等优点,成为当前的研究热点.作为生物柴油的主要副产物,甘油是一种重要的生物质平台化合物.甘油的高效利用,不仅能够获得重要的精细化学品及聚合物,也可以延长生物柴油的产业链,降低其生产成本,增加其市场竞争力.丙酮酸是一种弱有机酸,为生物体内葡萄糖分解代谢的中间产物,在生物能量代谢和物质代谢过程中起着重要的枢纽作用.同时,由于它同时含有羧基和酮羰基,具有很强的反应性,可参与多种化学反应,在化学工业中有广泛应用.目前,工业上主要采用酒石酸脱水脱羧法生产丙酮酸,丙酮酸收率可达50?55%,但生产过程需要消耗大量的KHSO4粉末,生产成本高,且高耗能高污染,不符合可持续发展的要求.因此,利用可再生资源甘油在温和条件下生产丙酮酸显现出良好的应用前景.目前,由甘油一步法获得丙酮酸仅可通过发酵法实现,但是其规模化生产存在效率低、废弃物污染等问题.因此,研究化学方法由甘油一步制备丙酮酸可行也十分必要.本课题组以Pt/AC或Cu-Pt/AC为催化剂进行甘油氧化制备乳酸的研究,所得产物中几乎未检出丙酮酸;当以Pb-Pt/C为催化剂进行乳酸脱氢氧化制备丙酮酸,可获得较高选择性的丙酮酸.因此,本文通过向Pt/AC催化剂中引入Pb助剂,以期调变甘油氧化的产物分布,从而获得相对高的丙酮酸选择性.
Bibliography:21-1195/O6
Glycerol oxidation;Pyruvic acid;Lead promoter;Platinum;Activated carbon
One‐step production of pyruvic acid through selective oxidation of glycerol was investigated using lead promoted platinum/activated carbon(Pb‐Pt/AC)catalysts under mild conditions.The results of N2physisorption,X‐ray diffraction,X‐ray photoelectron spectroscopy,and high‐resolution transmission electron microscopy revealed that the alloy phases of PtPb and PtxPb were favorable for pyruvic acid production from glycerol oxidation,whereas the Pb3(CO3)2(OH)2and surface Pb0species inhibited the glycerol conversion.The loading of Pb and the catalyst preparation method(including impregnation and deposition precipitation)affected the formation of different metal species.Pyruvic acid was obtained at a yield of18.4%on a5.0wt%Pb‐5.0wt%Pt/AC catalyst prepared by co‐deposition precipitation method and500°C argon treatment.
ISSN:0253-9837
1872-2067
DOI:10.1016/S1872-2067(17)62835-3