锐钛矿与金红石整体金催化剂活性
自从Haruta等发现纳米Au催化剂具有很高的CO氧化活性以来, Au催化剂引起了人们的广泛关注. 近年来Au催化剂在选择性加氢方面的应用取得了一些进展, 如乙炔加氢生成乙烯,1,3-二丁烯选择性加氢生成1-丁烯等. 其中α,β-不饱和醛酮选择性加氢生成α,β-不饱和醇极具挑战性, 一方面是α,β-不饱和醇具有重要的工业应用价值, 另一方面该反应在热力学上不利于C=O加氢生成α,β-不饱和醇. 因此, 如何提高α,β-不饱和醛酮中C=O的加氢能力一直受到学术界的关注. 目前, 关于Au催化剂催化α,β-不饱和醛酮选择性加氢生成α,β-不饱和醇有一些报道, 如丙烯醛选择性加氢生成丙烯醇, 肉桂醛加氢选择性生成肉桂醇等. 2004年 Zanella等在研究Au/TiO2催化巴豆醛选择性加氢生成巴豆醇时, 发现Au颗粒大小影响催化剂活性, 但不改变各产物选择性, 并指出在Au/TiO2催化剂上H2的解离是决速步骤. 但他们没有报道TiO2载体晶相对Au催化剂性能的影响. 由于TiO2常有锐钛矿和金红石两种晶相, 且在500~750 ºC 二者存在相转变过程, 而TiO2催化剂经常需要高温预处理, 可能会改变TiO2中的晶相比例, 因此很有必要考察TiO2晶相相变对催化剂性能的影响.
浙江工业大学工业催化研究所李小年等人以不同晶相的TiO2为载体, 利用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2催化剂, 并将其用于巴豆醛选择性加氢反应, 考察了TiO2晶相和还原温度对 Au/TiO2催化剂性能的影响. 结果表明, 锐钛矿比金红石更有利于提高巴豆醇选择性, 而复合相TiO2载体既可增加Au的催化活性, 又可提高巴豆醇选择性. 此外, 高温还原能促进Au/TiO2催化剂对C=O的选择性加氢, 当还原温度为500 ºC时, 产物中巴豆醇是丁醛的2.7倍.