乙酰丙酸酯类高效加氢制备γ-戊内酯的研究开题报告

1. 研究目的与意义

乙酰丙酸及其酯类化合物可以从生物质原料大规模获得，也是被美国能源部公布的系列平台分子之一。

其中，乙酰丙酸酯类化合物更是可以通过对糖类化合物醇解高产率制备，并且可以进一步加氢制备γ-戊内脂等燃料分子。

然而，目前对于此反应的合成方法大多数采用氢气加氢等方式，对设备和反应操作要求较高。

2. 国内外研究现状分析

2013年张琳等报道了采用等体积浸渍法制备一系列Co负载量不同的Co/Al2O3催化剂,用于乙酰丙酸液相催化加氢制γ-戊内酯反应

2015年，盛栋等报道了采用共沉淀法制备了不同镍含量的二氧化锆负载镍催化剂(Ni/ZrO2)，。以二氧六环为溶剂，3 MPa氢压下，30％ Ni/ZrO2为催化剂，在200℃下反应9h，乙酰丙酸转化率可达99.1％。

2016年，Junhua Zhu等报道了使用CuNiOx/SiO₂作为催化剂，实现了乙酰丙酸乙酯到戊内酯的转化，其转化率达到100%。

3. 研究的基本内容与计划

1、不同双金属催化剂的合成；例如不同比例（10：3，10：5，10：7等），采用不同载体如TiO₂,SiO₂,Al₂O₃，ZrO₂等，不同金属如Ru，Ni，Cu等。

2、催化剂结构的表征,采用TEM，XRD,XPS等对催化剂的粒径，分子结构形态及原子价态进行表征。

3、最终对催化剂催化乙酰丙酸酯加氢特性进行跟踪观察然后对反应条件的筛选及优化，并且通过反应速率和中间体等研究，研究反应机理。

4. 研究创新点

项目构建了不同加氢性能的负载型Cu基催化剂，通过研究其活性中心粒径、价态和分布等因素，阐明催化剂结构对加氢反应性能的影响规律，建立乙酰丙酸酯类高效转化为GVL的新方法，为生物质基平台化合物高效转化技术提供新的思路和借鉴。