原位荧光光谱法评估脂肪酸加氢催化剂活性的研究

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Chem Catalysis 11.5

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  推荐为实现不饱和脂肪酸加氢反应的原位监测以提升工艺效率与安全性,研究人员开发operando荧光光谱法。该方法发现催化剂加氢活性与反应中荧光分子增长呈负相关,且沸石可促进荧光红移、加氢反应抑制红移。此工具为工业加氢反应终点预测及液相加氢 / 酸催化反应监测提供新路径。

  
翻译内容
不饱和脂肪酸加氢生成饱和脂肪酸是大规模工业相关反应。无需从反应器中取样即可监测加氢反应的能力非常必要,因其可提高工艺效率与安全性。本研究表明,原位(operando)荧光光谱是监测不饱和脂肪酸加氢反应的有用工具,并可提供加氢活性信息。

支链不饱和脂肪酸加氢是具有商业价值的过程,其产物支链饱和脂肪酸因氧化稳定性和流动性成为有价值成分。直接跟踪加氢反应的能力备受期待。本研究显示,通常被视为无益处的脂肪酸原料荧光可用于研究加氢反应。所开发的荧光光谱方法表明,所用催化剂的加氢活性与反应中荧光分子的增长呈负相关。由于许多生物基原料可能具有荧光性,认为本研究可启发原位(in situ)荧光光谱在其他涉及加氢和酸催化的液相反应用中的应用。荧光信号的演变可用于可视化所使用催化剂的加氢活性与酸性之间的相互作用。

亮点包括:苛刻条件下脂肪酸加氢过程中的荧光光谱;沸石促进荧光红移,加氢反应抑制红移;观察到红移与加氢活性之间的相关性;开发在间歇式反应器中原位(in situ)跟踪加氢反应的方法。

本研究首次报道了用于高温高压液相反应监测的原位(operando)荧光光谱。结果表明,该方法是研究沸石和钯催化剂催化支链不饱和脂肪酸加氢反应的有力工具。反应过程中,荧光杂质与沸石反应导致荧光光谱红移,而加氢反应可抑制该红移。光谱红移与催化剂加氢活性之间存在强相关性,可作为替代指标。研究发现,不饱和脂肪酸并非红移的原因,红移很可能是由在沸石上反应的荧光团引起。使用模型荧光团的实验表明,原料荧光团可能是多环芳烃。认为该工具可用于工业脂肪酸加氢反应器中预测加氢终点。

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