缩醛氢解制备乙二醇二甲醚的催化剂和催化反应技术

      乙二醇二甲醚(DME)是应用广泛的溶剂，也可以作为含氧的柴油添加剂，目前通过乙二醇单甲醚(ME)与氯甲烷反应合成(公式1)，收率不高，且产生大量固废和废水。通过ME与甲醛的缩合反应可生成双(2-甲氧基乙氧基)甲烷(DMEM，公式2)，后者氢解即可生成DME和ME(公式3)，经常压精馏分离，生成副产物ME可以回收套用，继续用于合成DMEM，这是一条DME合成的绿色工艺路线。

      ME + CH₃Cl + NaOH → DME + NaCl + H₂O (1)

      2 ME + CH₂O → DMEM + H₂O (2)

      DMEM + H₂ → DME + ME (3)

      该工艺的关键是DMEM氢解反应催化剂的研发。针对这一研究目标，计划开展的研究内容和相应的实施方案如下：

      (1) 高活性金属镍催化剂的制备。初期研究结果显示，催化剂的表面酸碱性对DMEM氢解的反应性能影响很大。在本项目中，我们将以高活性Ni/Al₂O₃为基本催化剂，通过共沉淀法，向其中加入不同含量的MgO、SiO₂、ZrO₂等助剂，精细调变其表面酸碱性。

      (2) DMEM氢解反应研究。我们将在固定床反应器中考察上述催化剂的DMEM氢解反应性能，优化反应条件，争取获得较高的DMEM转化率和DME选择性。

      (3) 二甲氧基乙烷氢解探针反应研究。DMEM在常温下蒸汽压很低，无法进行吸附量热研究。二甲氧基乙烷的结构与DMEM类似，其氢解产物为甲醇和甲乙醚，且反应物和产物在常温下均具有较高的蒸汽压，因而我们选择该反应作为缩醛氢解的探针反应。通过对探针反应的吸附量热研究，同时结合红外光谱，可以了解相关分子在催化剂表面的吸附键强和吸附态，理解缩醛氢解的微观反应机理，为催化剂的设计和制备提供科学依据。