铈基复合金属氧化物强化糠醛影响下乙酸酮基化反应的研究

酮基化反应可以将生物油中的有机羧酸转化为易增链的酮类,是生物油高值化利用的重要环节之一。然而,生物油中的呋喃类物质对酮基化反应具有不利影响。针对这一问题,本研究以乙酸和糠醛作为模化物,考察了CeO_(2)-MO_(x)(M=Mg、Zr、Mn、Fe)复合金属氧化物催化剂在酸-呋喃混合反应物酮基化反应中的催化活性。在CeO_(2)催化剂上,糠醛的加入使乙酸的转化率从94.68%降至79.33%,主要原因是呋喃类物质与乙酸在活性位上的竞争吸附效应,此外部分乙酸与糠醛还发生了协同转化。在铈基复合金属氧化物催化剂中,CeO_(2)-MnO_(2)对乙酸的转化和羰基化合物的生成均表现出最佳的催化活性,在反应温度为350℃,12 h连续反应中乙酸转化率为90.79%,羰基化合物碳收率可达61.95%。其原因是CeO_(2)-MnO_(2)具有最高的比表面积和表面氧空位活性位浓度,能有效削弱糠醛由于竞争吸附对乙酸酮基化反应的不利影响,提高了催化剂抵抗失活的能力,同时较平衡的表面酸碱性位点分布有利于酮基化反应的进行。