随着经济和能源的可持续发展,可再生生物质燃料和化学品的生产可以满足对能源的需求,减少对环境的污染,生物质和生物燃料的转化有很多的发展机遇。生物柴油是生物炼制技术的一种绿色产物,可以有效满足经济发展对能源的需求。甘油是生物柴油制备过程中的一种副产物,含有多个官能团,是生物平台分子之一。目前甘油产量大量过剩,需要提出新的方法将甘油转化为其他有价值的产品。甘油氧化是一种简单的化学转化方法,可以得到小分子醛、酮、酸和多元醇,是甘油有效利用的一种途径。甘油氧化的路径复杂,产物包括甘油酸、羟基丙二酸和DHA等C3产物,深度氧化断键会产生C2(乙醇酸和草酸)和C1产物(甲酸和C02气体)。反应条件和催化剂对甘油氧化的转化率和选择性有很大影响,是目前研究的热点。适合的氧化能力既可以有效氧化羟基,得到较高的转化率,又可以使反应停留在特定阶段,对特定产物有好的选择性,副产物较少。为了提高甘油氧化的效果,本论文采用尖晶石为载体,分别掺入碱金属Ca和过渡金属Cu合成复合金属氧化物,为甘油氧化提供多种功能位点,并探究了反应条件对催化氧化效果的影响。(一)采用水热法合成了钙锌铝尖晶石,并用NaBH4还原法将Pt纳米颗粒负载于尖晶石表面,制得催化剂Pt/ZCA-x用于无碱条件下的甘油氧化反应。引入Ca后,尖晶石的结构仍能得到保持,且中强性位点大量增加,提高了甘油氧化的转化率。Ca对Pt有吸附和电子传递作用,这种协同作用增强了 Pt解离氧气的能力,进一步催化效果。Ca的掺入量为10%时,催化剂对甘油的氧化效果最好,甘油的转化率为61.75%,对甘油酸的选择性为81.05%,实现了温和条件下对甘油的有效氧化。(二)使用水热和浸渍法合成了铜锌铝尖晶石,焙烧后Cu2+进入晶格内,材料为10nm左右的纳米颗粒,结晶度好,可用于甘油催化氧化反应。Cu2+有很强的C-C键断裂能力,可以生成小分子酸,反应温度为60℃时,催化剂ZAC-10对甘油的转化率为52%,C1产物甲酸的选择性可以达到42%,氧化能力很强。铜锌铝尖晶石结构规整,耐酸碱性强,重复使用后仍能保持对甘油氧化很好的效果。