楊方正 王國才
摘要:在經濟社會發展的同時,我們除了生活必備的方面。還會對化學方面進行一系列的研究,目前,我國對于草酸二甲酯加氫制乙二醇催化劑的研究取得了不小的進展,對于他的制備方法以及他所具有的基本性能都有了深層次的了解,從而在一定程度上為相關的化學領域提供更多的實驗資料,做出更多的貢獻。
關鍵詞:催化劑、草酸二甲酯、氫制乙二醇、研究
前言:乙二醇(EC)是當代社會中有機化工原料當中十分具有普遍性的材料,他主要被用于生產聚酯纖維等纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂以及潤滑劑等產品,由此可見,他的應用范圍也是非常廣闊的。
一、非均相催化劑
催化劑,他自身的組成部分、所具有的各種化學特性,他的物理性質,比如說他的質量等指標在反應前后不會發生任何的變動,我們可以形象的將催化劑和他的反應物比喻為鎖孔與鑰匙的形象,他們兩者之間可以說是具有著高度的契合性,這屬于一種專一性。眾所周知,一種催化劑是絕對不會對所有的化學反應都具有催化作用的,與之同理,一些化學反應也絕對不可能只有唯一的催化劑來輔助他發生各種反應。催化劑本身與助催化劑是有區別的,助催化劑是一種需要被加入到催化劑中的化學物質,助催化劑他的本身并沒有活性,即便有,也是極其微弱的,當他們被加入到催化劑當中后,就完全不同了,他們幾乎可以改變催化劑的一切化學組成、表面結構、孔結構、等等的特性,從而在一定程度上起到提高催化劑活性的重要作用。
在非均相催化劑當中,共沉淀型催化劑可以說是最為常見的一種催化劑了,1994年恩格哈德公司也在這個基礎上投入資金與精力,進而開發出了一種Cu-Zn系催化劑,這種新型的催化劑神奇之處就在于,在其中加入少量的Al2O3以后,科學家們逐漸發現他的催化效果有所提升,這無疑是一個巨大的進展。
繼前幾個人后,科學家王保偉也通過了努力研制出了草酸二甲酯加氫制乙二醇的另一種催化劑,他還大方的公開了這種催化劑的制備方法,他主要是以金屬銅為主活性組成成分的,用鋅原料作為輔助他實驗的助催化劑,為化學界做出了一定程度上的貢獻。孔渝華研究出來的催化劑主要是以硝酸銅、醋酸銅為主要的銅源的。李竹霞研究出來的成品具體是以碳酸銨和氨水作為沉淀劑,Cu/SiO2為催化劑的。黃維捷對于該方面進行了研究,采用了均勻沉淀積法制備出了Cu/SiO2的催化劑,他的研究極其細致入微,考察了Cu2的實際濃度,他的洗滌條件以及銅質物和其他的硅物質的量比等的影響。經過了充分的、細致詳盡的研究過程之后,他們得出了一個結論,一系列結果都一齊證明,銅物質與硅物質的量比的反應會使他們的反應更為活躍,他們之間奇跡般的存在著一個最佳的臨界值,在0.4時,他們的反應活性相對來說是最強烈的,在最優條件之下,研究生成的催化劑可以被直接的應用于草酸二甲酯加氫制乙二醇的反應當中,他的溫度必須達到205°,壓力值需要達到2.0MPa,只有一切都達到了標準數值才能夠使他們淋漓盡致的發揮出自身所具有的實力與價值。文峰的實驗研究,他們是建立在之前的實驗基礎上的,他們所研制出來的催化劑活性相對來說也要比前面幾種更高一些,他們考察了尿素的沉淀時間,銅的負載量以及沉淀所需要的溫度數值等,還利用了FTIR與BET還有XRD等對催化劑做了結構的表征,活性考評,從而全方位的了解并掌握了具體的結構。
除了上文中提到的共沉淀型催化劑以外,還有浸漬型催化劑也是比較常用的一種催化劑的類型,他所取得的進展也是不可小覷的,Bartley WilliamJ研制出了浸漬型的催化劑,從那以后,各種關于他的實驗相繼的展開了,大多和William一樣以各種各樣的硅膠作為載體,用碳酸銅氨絡合物為活性組分前軀體,進行一系列的研究。后又有周亞明等研究出了催化劑,以六方介孔硅分子篩為主要的載體成分,除了他之外,天津大學也對于草酸二甲酯加氫制乙二醇的催化劑進行了一系列的研究,這個團體選擇用Cu/SiO2催化劑,他對他的反應物與產物也進行了一系列的研究,得出了具體的動力學方程式以及相關的參數。
二、均相催化劑
均相催化劑主要是以貴金屬釕作為他的活性元素來進行一系列的研究工作的,國內對于他的研究并不多見,主要存在于國外,他相對于其他的催化劑,具有著他獨特的特征,有優越的轉化率以及選擇性,他們都是有機金屬的化合物,價格費用高昂,制備起來難度指數也大,壽命相對來說要短一些,不易分離,也正是因為他本身的優點,使得他的研究更加具有挑戰性,但是他的缺點也成為他在工業中應用面狹窄的原因之一,國內對于他的研究人數少也是因為這個原因。
以上我們在文章中涉及到的催化劑,他主要指的是在某些化學反應里具有著可以改變反應物化學反應速率的功能,并且在反應過程當中,他本身的化學平衡絲毫不受影響,他的質量和化學性質無論是在化學反應的開始或是結束都不會發生任何的改變,這樣的一種特殊的物質,在化學以及其他的相關領域甚至大多數的科研項目當中,催化劑都是一種必需品,是不可或缺的,他可以利用他的價值,對實驗的成功進行催化。
結束語:
綜上來看,草酸二甲酯加氫制乙二醇的催化劑的發展對于化學領域以及相關的科研行業都具有著重大的意義,雖然他的應用面不及其他的行業,但是他的價值是很大的,不僅僅在于他的物質價值,更在于他的一種無形的價值,是科研人員們挑戰性的一種體現,他的工藝相對成熟,雖然在商業界他的市場并不寬廣,甚至可以說,由于他本身具有的局限性,他無法得到大面積的推廣,但是他仍舊為國家的科研事業,化學事業貢獻除了自己的一份力量。
文獻參考:
[1]唐博合金,朱玥,銅-水滑石型催化劑在草酸二甲酯加氫制乙二醇反應中的應用[J].精細石油化工,2009,26(2):15-17.
[2]黃當睦,陳彰明,草酸二甲酯加氫制乙二醇模擬試驗研究[J].工業催化,1996,4(4):24-29.
[3]王保偉,馬新賓,草酸二甲酯加氫制乙二醇的催化劑及其制備方法;中國,CN101433847[P].2009-05-20.
[4]李廣敏, 劉新波, 周麗. 草酸二甲酯加氫制乙二醇催化劑失活的研究[J]. 當代化工研究, 2013(7):7-10.
[5]崔小明. 用于草酸二甲酯加氫制備乙二醇催化劑[J]. 聚酯工業, 2016(5):22-22.
[6]陳宗杰、王澤、金建濤、李興建、張先茂、王國興. 草酸二甲酯加氫制乙二醇催化劑性能研究[J]. 當代化工, 2020, v.49;No.295(08):137-140.
商丘國龍新材料有限公司 河南 商丘 476000