在制備商業化的生物柴油時,一般采用植物衍生物中的甘油三酸酯的酯基轉移反應,此時將產生大量不純凈的甘油作為副產物。因此,提高甘油的利用率對于整體工藝可行性具有重要意義!一種可行的方案就是將甘油通過加氫反應變成甲醇,其難點在于選擇合適的氫源以及如何將氫引入到甘油分子上。
有鑒于此,Graham課題組以水,而不是大家通過會想到的H2作為氫源,通過一步低壓的生產方法,在堿性氧化物催化劑(如MgO、CaO等)存在條件下,讓甘油與水發生反應,通過甘油制備得到了高產率的甲醇和其他化工產物。
研究表明,單純使用MgO作為催化劑時,轉化率較高,但是甲醇選擇性較低;單純使用堿性更強的CaO作為催化劑時,轉化率相對降低,但是甲醇選擇性升高。于是,研究人員制備了一系列MgO/CaO復合催化劑,既具有較高轉化率,又具有較高甲醇選擇性。
這一發現解決了生物柴油制備過程中乙二醇副產物的浪費問題,為生物柴油整體解決方案和商業路線的實現提供了新的思路。同時,這一發現也表明,含有至少2個以上羥基的分子才可以轉化為甲醇,為化學科學提供了新的借鑒!
圖1. 原始甘油副產物,經過靜置傾析,活性炭處理三種狀態的圖片
圖2. MgO作為催化劑時,在不同初始1,3-丙二醇濃度下,反應溫度對轉化率和產品選擇性的影響
圖3. 甘油和水反應生產甲醇的可能機理
本文主要參考以下文獻,圖片僅用于對相關科學作品的介紹、評論以及課堂教學或科學研究,不得作為商業用途。如有任何版權問題,請隨時與我們聯系!