硼酸锂对钨锆复合氧化物水热稳定性的影响文献综述
2020-06-09 22:42:47
文献综述
从生物质衍生的分子到燃料和化学品的催化转化以及在水相中进行的反应,反应环境的腐蚀效应可导致非均相催化剂的降解,其影响主要取决于水的状态。例如,水蒸气,过热蒸汽和亚临界液体和超临界液体水的影响程度不同[1]。催化剂失活的其它原因还包括金属相的烧结或催化剂上的焦化或碳沉积。生物质可持续地满足了我们对燃料,化学品和材料的需求。因为生物质来源分子是高度官能化的和水溶性的,它们通常在水相条件下进行处理[2]。通过在液相中处理生物质,可以避免分离和纯化的能量成本。氢解和氢化反应通常在较高温度(例如200℃)下进行,并且重整(气相和水相)在甚至更高的温度(200-400℃)下进行。为了保持液相,当在高于水的沸点操作时需要高压[3]。在高于500℃的温度下,可能发生均匀的气化和热解。
由此,本综述主要了解一下在水热状态下,钨锆复合氧化物的几个方面的性能问题。
1.钨锆复合氧化物的水热稳定性影响
1.1 钨锆复合氧化物
钨锆复合氧化物主要以搭载Pt的WO3/ZrO2的形式作为催化剂进行使用,它是一种多功能固体超强酸催化剂,不仅比一般的固体酸强度强度高,由于它的金属与酸的协同作用,加氢活性也比一般常用的负载型加氢催化剂高[4]。一方面它弥补了酸强度方面的缺陷使得酸催化作用趋向于更低的温度进行,同时兼具可重复利用、对反应装置无腐蚀和环境友好等优点被广泛应用于异构化、烷基化、加氢脱氧等反应,其在甘油氢解反应中也得以应用并且相较于其它金属和载体表现出特殊的优异性。
1.2 水热稳定性的影响
以下我们通过文献了解水热稳定的非均相催化剂在生物质衍生的反应的合成和应用。非均相催化剂的水热稳定性与所使用的条件密切相关(温度,水含量和老化时间),本综述重点讨论常用的氧化物催化剂和载体对生物质转化的水热稳定性。
1.2.1二氧化硅基材料
纯二氧化硅骨架MCM-41的介孔结构在600℃和1atm下在100%蒸汽中是稳定的[5]。然而,当MCM-41在900℃,表面积从943降低到131m2g-1,表明MCM-41在蒸汽的非常高的温度下不是水热稳定的[6]。通过实验研究表明,包括分子筛MCM-41,MCM-48,HMS,FSM-16,KIT-1,PCH和SBA-15在内的各种有序介孔二氧化硅材料的水热稳定性已经通过将样品暴露于N2流在400℃下含有30体积%的水蒸气48和120小时[7]。结果表明,这些有序的二氧化硅材料在该处理后保持较高的表面积。发现水热稳定性受壁厚度和二氧化硅聚合度的影响并且根据以下趋势降低:KIT-1gt; SBA-15gt; MCM-48,PCHgt; FSM-16,MCM-41,HMS。