YACOO: 葡萄糖加氢催化剂研究现状及发展趋势

         中国电镀网报：山梨醇具有广泛的用途,是一重要的工业原料由于无臭、无毒,有甜味,已被联合国添加剂委员会批准为用量不受限制的食品添加剂;它具有独特的保湿性,可使添加后的产品保持湿度稳定;它是优良的乳化剂并有抑制微生物防止腐败的作用;它还是合成其他化合物(如维生素C)的中间体等,所以在食品、日用化工、烟草、制药、造纸、纺织、涂料等工业领域中得到越来越广泛的应用。工业上山梨醇主要由葡萄糖加氢生产,催化剂是葡萄糖加氢生产山梨醇的关键。没有催化剂,葡萄糖加氢生产山梨醇不能实现,催化剂的功能是降低反应的活化能,加快氢化反应的速率。自1942年,日本由葡萄糖在悬浮催化剂中氢化还原生产山梨醇以来,针对在催化加氢过程中出现的各种问题,人们不断地对催化剂进行改进,以提高催化剂的活性、选择性、稳定性等性能使得葡萄糖氢化生产山梨醇的催化剂已经历了几代产品。作者主要介绍葡萄糖加氢催化剂的研究现状和发展趋势。
         用改性RaneyNi催化剂时,反应温度比用Ru/C催化剂时高,且它们一般在弱碱性条件下进行,而葡萄糖溶液本身的pH在50左右,因此需要调节溶液的pH;而用Ru/C催化剂,反应一般在弱酸性条件(糖溶液自身的pH)下进行,这样就避免了葡萄糖缩聚反应及异构反应的发生,提高了反应物的利用率及产物的选择性;同时粗产品的精制工序负担很小;催化剂的生产和使用中没有环境污染。所以Ru/C催化剂有逐步替代改性RaneyNi催化剂的趋势。Ru/C催化剂的缺点是价格较贵,这一点可通过催化剂的再生利用来弥补,另外Ru/C催化剂对原料葡萄糖的质量要求较高,否则催化剂易中毒失活。
        葡萄糖加氢生产山梨醇所用的传统催化剂是Raney镍和改性Raney镍,由于该催化剂价格上的优势使得这类催化剂已统治山梨醇行业几十年,且目前改性Raney镍在许多要求不太高的山梨醇生产中仍在广泛使用。但由于其操作条件较高,活性低、选择性和稳定性差、镍易流失造成粗醇的精制处理繁杂,影响山梨醇的质量。同时生产Ni-Al合金粉属高能耗工业,合金粉的活化过程也将造成一定的环境污染。相比较,Ru/C催化剂无论在催化活性、选择性和稳定性上都比Raney镍好得多,且操作条件温和,钌组分不流失,Ru/C催化剂生产和使用中没有环境污染,因此Ru/C催化剂有逐步取代Raney镍和改性Raney镍的趋势,目前该催化剂在山梨醇工业已得到了广泛应用。非晶态合金催化剂由于其优异的各项催化性能,近来也得到了广泛的关注。总之葡萄糖氢化催化剂的发展趋势是由Raney镍向多元改性Raney镍发展,由多元改性Raney镍催化剂向负载型贵金属催化剂发展,由晶态催化剂向非晶态催化剂发展。