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《負載型Pd催化劑催化苯酚部分加氫制備環(huán)己酮反應的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、分類號密級負載型Pd催化劑催化苯酚部分加氫制備環(huán)己酮反應的研究StudiesonPdsupportedcatalystsinpartialhydrogenationofphenoltocyclohexanone研究生姓名劉維指導教師姓名、職稱伏再輝教授劉亞純副教授學科專業(yè)研究方向有機化學有機催化湖南師范大學學位評定委員會辦公室二零一三年五月摘要愀232㈣597骶8骶Y環(huán)己酮是一種非常重要的化工原料，可以用來合成很多有用的化工產品，譬如纖維尼龍．6和尼龍．66。工業(yè)上合成環(huán)己酮主要包括兩種方式：環(huán)己烷氧化和
2、苯酚部分加氫。而環(huán)己烷氧化具有反應溫度高、副產物多使產物分離困難、環(huán)己酮產率低等缺點，因此研究苯酚部分加氫制備環(huán)己酮具有重要的意義。載體的織構性質、電荷密度、表面親水性質及金屬活性中心性質影響苯酚和環(huán)己酮在反應過程中吸附、脫附及傳質。通過改變上述性質能調變催化性能，以避免環(huán)己酮的進一步加氫，從而提高環(huán)己酮的收率。針對目前在苯酚部分加氫制備環(huán)己酮反應中應用較多的Pd催化劑的上述性質的調變，本論文主要從Pd催化劑的載體選擇及改性、制備方法、工藝參數(shù)影響三個角度進行研究，結果如下：(1)采用減壓碳化方法，以竹粉
3、為原料制備一種生物質炭材料(BC300)；然后利用化學接枝法在BC300材料表面引入離子液體(ms)和PEG(聚乙二醇)；最后采用硼氫化鈉或氫氣還原法，制備了Pd、Ru負載型催化劑。通過TEM、XRD、IR、TG等方法對載體材料及負載催化劑的結構和形貌進行了表征，并考察了負載型催化劑在苯酚選擇加氫反應中的催化性能。結果表明，以BC300"IL．1為載體，硼氫化鈉還原法制備的Pd催化劑(BC300"IL．1／Pd)表現(xiàn)出最高的催化活性(48．5％)和環(huán)己酮選擇性(45％)。這主要歸因于離子液體的引入可以有效
4、抑制Pd在載體表面分散時粒子聚集、從而改善其分散度。(2)選取BC300"IL．1／Pd為催化劑，考察了Pd負載量、反應時間、反應溫度、H2壓力、溶劑等因素對苯酚部分加氫性能的影響，發(fā)現(xiàn)在Pd負載量為3％、反應溫度為90。C、I-12壓力為0．4MPa、反應時間為lh的條件下，環(huán)己酮收率最高(43．9％)。同時研究了添加ZnCl2對催化性能的影響，發(fā)現(xiàn)ZnCl2的引入降低了催化劑的活性，這也許是因為ZnCl2與離子液體發(fā)生離子交換的過程中部分覆蓋了在離子液體中心分布的Pd粒子。最后對該催化劑的循環(huán)使用進行
5、了研究，結果表明BC300-IL．1／Pd催化性能非常穩(wěn)定。(3)以果糖為原料，通過水熱碳化法制備了BC．H1和BC-H2仂日入造孔劑F127)兩種親水性碳材料，接著采用硼氫化鈉還原法制備其負載Pd催化劑；并對比了它們及BC300負載Pd催化劑在催化苯酚加氫反應中的催化性能。結果表明，與BC300／Pd相比，兩種親水性載體制備的Pd催化劑其加氫活性顯著降低，但環(huán)己酮選擇性有明顯提高；此外，BC．H2／Pd比BC．H1／Pd的加氫活性也明顯有所提升。瓜、N2吸附．脫附表征表明，BC．H2載體具有較豐富的親水
6、性官能團，較高的比表面；TEM表征表明BC．H2伊d具有相對較小Pd粒徑分布。因此，BC．H2／Pd和BC-H1／Pd具有高環(huán)己酮選擇性也許主要歸因于載體具有好的親水性。進一步考察了反應條件對BC-H2／Pd催化加氫性能的影響，在Pd負載量為5％、反應溫度為90℃、H2壓力為0．4MPa、反應時間為2．5h的優(yōu)化條件下，苯酚轉化率接近100％，而環(huán)己酮選擇性可以達到57．5％。Ⅱ關鍵詞：苯酚，環(huán)己酮，生物質碳，改性，水熱碳INABSTRACTCyclohexanoneisakeyrawmaterialin
7、thesynthesisofmanyusefulchemicalintermediates，suchascaprolactamfornylon6andadipicacidfornylon66．Theindustrialproductionofcyclohexanonetypicallyinvolveseithertheoxidationofcyclohexaneorthehydrogenationofphen01．Theformerrouterequireshi曲temperatureandgenerat
8、esbyproductssuchascyclohexanolandorgmficacidsthatcomplicatepurification，andtheyieldofcyclohexanoneisusuallylow．Thereforestudyonthepartialhydrogenationofphenoltocyclohexanoneisofgreatsignificance．Specificsurfacearea,
