發(fā)布時間：2017-10-16 12:20

  本文關(guān)鍵詞：以醇為氫源的肉桂醛催化轉(zhuǎn)移加氫反應(yīng)的研究

  更多相關(guān)文章： 轉(zhuǎn)移加氫 化學(xué)選擇性 肉桂醛 鎳基催化劑 鎂鋁水滑石

【摘要】：肉桂醛選擇性加氫生成肉桂醇,是一個具有挑戰(zhàn)性的反應(yīng),因為從熱力學(xué)角度來看加氫更容易發(fā)生在C=C雙鍵上。肉桂醇是一種合成精細化學(xué)品、醫(yī)藥和化妝品等的重要中間體,在傳統(tǒng)工業(yè)上合成肉桂醇的方法通常是由金屬氫化物來實現(xiàn),但是這種方法不是一個環(huán)境友好的過程。貴金屬催化劑已被廣泛用于此反應(yīng)的研究,但在某些情況下,它也很難控制產(chǎn)物的選擇性。在加氫反應(yīng)中,相對于使用還原劑和具有安全隱患的氫氣,氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)備受關(guān)注,因為氫供體一般(如異丙醇)是廉價和容易處理的,而且不需要復(fù)雜的設(shè)備要求(如高壓反應(yīng)裝置)。在本文研究中,肉桂醛選擇性加氫是通過使用不同的醇為氫源實現(xiàn)的,并且提出了合理的反應(yīng)機理。本文以MgO、γ-Al_2O_3、活性炭(AC)以及鎂鋁水滑石(HT)為載體,采用過量浸漬法制備了一系列的貴金屬、非貴金屬催化劑。然后采用BET、XRD、XPS、 CO2 (NH3)-TPD、H2-TPR、SEM、STEM等手段對催化劑的物化性質(zhì)進行了表征,并將催化劑用于以醇為氫源的肉桂醛選擇性加氫反應(yīng)中,研究了其催化性能。研究了催化劑組成對催化性能的影響,包括活性部位、載體和負載量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)各類載體中,γ-Al_2O_3、HT(酸堿兩性)和MgO(強堿性)比中性活性碳表現(xiàn)出更好的活性,而水滑石的催化活性相對最高,可能是由于酸堿位的協(xié)同效應(yīng)引起的；(2)催化劑Ni/HT比HT負載貴金屬(Ag、Pt、Au)和非貴金屬(Cu)表現(xiàn)出了更好的催化活性；(3)負載量對催化活性也有影響,當負載量為1 wt%時,該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性都達到最佳。研究了反應(yīng)條件對催化性能的影響,包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和催化劑用量。通過實驗發(fā)現(xiàn)不同的反應(yīng)條件對肉桂醛的轉(zhuǎn)化率有影響。在最佳條件下：以鄰二甲苯為溶劑,催化劑用量0.1 g,溫度120℃,在N2氛圍下反應(yīng)6 h,氫源(5 mmol)分別為苯甲醇、1-苯乙醇、異丙醇時,肉規(guī)醛(0.5 mmol)的轉(zhuǎn)化率分別達到86%、99%、78%,而選擇性都高達99%以上。從實驗結(jié)果提出了可能的反應(yīng)機理：首先, Ni/HT催化劑的堿性位點吸附醇的羥基使其活化并脫氫,形成[H-HT]+和金屬醇鹽,接著活性中心使醇的β-H脫去,形成羰基化合物和金屬氫化物[H-Ni]-。同時,肉桂醛的羰基與催化劑中帶酸性的正電基團A1+相互作用使得羰基活化并吸附在催化劑表面。最后,來自[H-HT]+和[H-Ni]-的活化氫加到羰基上變?yōu)榱u基生成肉桂醇。這就是整個催化循環(huán)過程。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)移加氫 化學(xué)選擇性 肉桂醛 鎳基催化劑 鎂鋁水滑石
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O621.251
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 引言9-12
• 1.1.1 醇類的無氧脫氫反應(yīng)9
• 1.1.2 肉桂醛的催化加氫反應(yīng)9-10
• 1.1.3 催化轉(zhuǎn)移加氫反應(yīng)10-12
• 1.2 相關(guān)反應(yīng)的研究進展12-16
• 1.2.1 醇類的催化脫氫進展12-14
• 1.2.2 肉桂醛的催化加氫進展14-16
• 1.3 負載型催化劑的載體16-18
• 1.3.1 常用載體概論16-17
• 1.3.2 水滑石概論17-18
• 1.4 催化劑的制備18-19
• 1.5 選題目的及意義19-21
• 第2章 實驗部分21-35
• 2.1 實驗儀器與試劑21-23
• 2.1.1 實驗儀器21-22
• 2.1.2 實驗試劑22-23
• 2.2 催化劑的制備23-24
• 2.2.1 鎂鋁水滑石的制備23
• 2.2.2 MgO、γ-Al_2O_3和活性炭的制備23-24
• 2.2.3 負載型催化劑的制備24
• 2.3 催化劑的表征技術(shù)24-28
• 2.3.1 低溫物理吸附技術(shù)24-25
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡25-26
• 2.3.3 X射線衍射技術(shù)26
• 2.3.4 X射線光電子能譜技術(shù)26-27
• 2.3.5 程序升溫脫附27
• 2.3.6 程序升溫還原27
• 2.3.7 掃描透射電子顯微技術(shù)27-28
• 2.4 催化劑的催化活性分析28-35
• 2.4.1 醇類與肉桂醛的反應(yīng)28-29
• 2.4.2 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物產(chǎn)率的測定29-35
• 第3章 催化劑的結(jié)構(gòu)表征35-49
• 3.1 BET分析35-37
• 3.2 XRD分析37-40
• 3.3 XPS分析40-41
• 3.4 熱重分析41-43
• 3.5 能譜分析43-44
• 3.6 TPR分析44-45
• 3.7 TPD分析45-46
• 3.8 STEM分析46-49
• 第4章 醇為氫源的肉桂醛催化加氫反應(yīng)的研究49-61
• 4.1 活性中心對催化活性的影響49-50
• 4.2 醇類的無氧脫氫反應(yīng)的影響50-51
• 4.3 載體對催化活性的影響51-52
• 4.4 醇類與肉桂醛相對摩爾比對催化活性的影響52-53
• 4.5 鎳的負載量對催化活性的影響53-54
• 4.6 反應(yīng)溫度對催化活性的影響54-55
• 4.7 反應(yīng)時間對反應(yīng)活性的影響55-56
• 4.8 催化劑用量對反應(yīng)活性的影響56-57
• 4.9 探索反應(yīng)機理57-60
• 4.10 本章小結(jié)60-61
• 第5章 全文總結(jié)61-63
• 第6章 實驗展望63-65
• 參考文獻65-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果75

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