1、隨著環(huán)境的不斷惡化以及不可再生化石資源的短缺，開展以生物質乳酸為原料生產丙烯酸的研究具有重要的理論意義和使用價值。本文以提高乳酸脫水制丙烯酸的選擇性和催化劑的穩(wěn)定性為目標，以不同體系合成的ZSM-5（有模板合成與無模板合成）為催化劑母體，主要通過先采用不同濃度的堿溶液對ZSM-5做初步處理，再以此為基礎進一步采用浸漬法改性，即用不同的磷酸鹽、金屬鹽進行改性，實現催化劑的優(yōu)化，以提高其催化乳酸脫水制丙烯酸的選擇性。主要內容如下：
　

2、　（1）本文首先應用KOH溶液對ZSM-5分子篩（含模板合成與無模板合成）進行初步處理，一方面消除分子篩表面的強酸性位點，減少副產物乙醛的生成；另一方面在不破壞分子篩骨架的情況下改變分子篩內部孔道結構與孔徑分布，減少微孔數量，增加微介孔比例使反應物能夠更好進入催化劑內部，提高催化劑的反應效率，并且有利于生成物在孔道內的擴散，降低各種物質在孔道內堆積結焦的機會，延長催化劑使用壽命。
　　（2）對經過KOH改性后的含模板合成ZSM-5

3、負載不同的鉀金屬鹽（KCl、KNO3、K2CO3），考察其對催化劑催化性能的影響。實驗結果表明，負載2wt% KCl的催化劑對丙烯酸選擇性最高為69.5%。
　　為進一步提高催化劑對丙烯酸的選擇性，在經過堿改性與鉀鹽負載的基礎上，繼續(xù)浸漬一系列不同種類的堿土金屬硝酸鹽（Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2）。實驗結果表明，利用Ca(NO3)2負載的催化劑對丙烯酸選擇性最高，經過對其改性條件的優(yōu)化確定最終改性參數，并

4、測定催化劑的穩(wěn)定再生性。反應進行的前65h內，丙烯酸的選擇性比較穩(wěn)定，均在75%以上，最高可以達到78.8%，乳酸轉化率基本能夠保持在98%以上。
　?。?）對經過KOH改性后的無模板合成ZSM-5用一系列不同種類的磷酸鹽（NaH2PO4、Na2HPO4、KH2PO4、K2HPO4）進一步改性。研究結果表明，K2HPO4溶液改性后的催化劑對丙烯酸的選擇性最好，當K2HPO4負載量為2wt%時，改性所得催化劑的丙烯酸選擇性最高，可達

5、80.2%。在一定的反應條件下測試了催化劑的穩(wěn)定性和再生性，研究結果表明：在最佳條件下，乳酸轉化率為99.3%，丙烯酸的選擇性為80.2.%，運行78h后，乳酸的轉化率依然在99%以上，丙烯酸的選擇性也在73%左右。
　?。?）利用化工模擬軟件Aspen Plus對反應過程以及產物的分離進行工業(yè)模擬與經濟分析，通過對工藝中設備安裝、運轉以及物料的投資等的估算考察乳酸脫水制備丙烯酸工藝的經濟價值與可操作性，為今后該工藝的工業(yè)化提供理