K-CuZrO_2催化剂上乙醇制备2-戊酮的研究

制备了不同Cu含量的K-CuZrO_2催化剂。以乙醇缩合制备2-戊酮为探针反应,考察了催化剂的催化性能并对反应机理进行了探索;采用BET、XRD、H_2-TPR、CO_2-TPD、TEM以及XPS等表征技术对催化剂的体相结构、性质进行了研究。结果表明,当Cu含量为9%时,乙醇转化率达到极大值(99.5%),这是由于此时催化剂中各组分分散较好,CuO-ZrO_2之间存在较强的相互作用,促进了CuO的还原,使催化剂表面Cu比表面积最大;2-戊酮选择性达到最大值(35.0%),是由于催化剂表面适合缩合反应的中等强度碱性中心碱性最强。通过对反应中间物种分析,推测了K-CuZrO_2催化剂上2-戊酮的形成过程:乙醇首先脱氢形成乙醛,之后两分子乙醛经缩合、分解得到丙酮,丙酮进一步与乙醛反应形成目标产物2-戊酮。