本文關(guān)鍵詞：負(fù)載型Ir-Fe催化劑的巴豆醛加氫性能的研究

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【摘要】：α,β-不飽和醇及其衍生物在醫(yī)藥、香精和精細(xì)化學(xué)品等工業(yè)中有重要的應(yīng)用,通常由α,β-不飽和醛選擇性加氫來制得。但是,在α,β-不飽和醛中存在著共軛的C=C鍵和C=O鍵,而C=C鍵的鍵能(615kJ·mol-1)小于C=O鍵的鍵能(715 kJ·mol-1),因此C=C鍵更容易發(fā)生加氫反應(yīng)。工業(yè)上制備α,β-不飽和醇常使用還原劑(如硼氫化鈉口LiAlH4)直接氫化α,β-不飽和醛,但是這樣做會使產(chǎn)物不容易分離以及造成環(huán)境的污染。近年來,隨著綠色催化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,越來越多的催化技術(shù)被發(fā)明以及應(yīng)用,選擇合適的綠色催化劑使得α,p-不飽和醛在制備α,β-不飽和醇的過程中可以減少廢料的產(chǎn)生、減輕環(huán)境的污染以及使產(chǎn)物容易分離,因此,多相催化在制備α,β-不飽和醇的過程中有著廣泛的應(yīng)用,也有著重要的研究價(jià)值。本文通過巴豆醛的選擇性加氫反應(yīng)研究了Ir/Fe催化劑的催化活性和規(guī)律,通過以下三個(gè)方面展開：1.不同載體對Ir/Fe催化劑選擇性加氫性能的影響本章主要研究了載體對Ir/Fe催化劑選擇性加氫性能的影響,以及探討了使得催化劑失活的可能原因。研究發(fā)現(xiàn),隨著載體的改變,催化劑的活性也相應(yīng)地發(fā)生改變。當(dāng)載體為MCM-41或SBA-15時(shí),催化劑的初始活性很高,但是兩個(gè)催化劑很快地失活,當(dāng)載體為SiO2時(shí),雖然催化劑的初始活性不高,但是失活率很低,此時(shí)巴豆醇的選擇性最高,為88%。產(chǎn)生這種情況的原因可能是載體MCM-41和SBA-15為介孔結(jié)構(gòu),比表面積較大,使得Ir物種和Fe物種的接觸率下降,Ir-FeOx界面降低,也可能是由于二者的孔道較細(xì),反應(yīng)中有機(jī)物堵塞孔道所致。2.載體SiO2的焙燒溫度對Ir/Fe/SiO2催化劑選擇性加氫性能的影響本章研究了載體SiO2的焙燒溫度對Ir/Fe/SiO2催化劑選擇性加氫性能的影響,同時(shí)對催化劑的比表面積以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)載體SiO2在700℃焙燒時(shí)制備的催化劑的巴豆醛轉(zhuǎn)化率和巴豆醇選擇性都最好,轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在51%左右,選擇性穩(wěn)定在90%。而載體Si02在900 *焙燒時(shí)制備的催化劑的巴豆醛轉(zhuǎn)化率和巴豆醇選擇性最差,轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在10%左右,選擇性穩(wěn)定在80%。出出現(xiàn)這種情況的原因可能是,隨著焙燒溫度的升高,載體的比表面積逐漸減小(700℃焙燒后,SiO2的比表面積變?yōu)?94.2 m2/g,900℃焙燒后比表面積變?yōu)?982m2/g),使貴金屬上的活性位點(diǎn)減少,從而影響催化劑的活性。3.焙燒氣氛對Ir/Fe/SiO2催化劑選擇性加氫性能的影響本章研究了焙燒氣氛對Ir/Fe/SiO2催化劑選擇性加氫性能的影響,研究發(fā)現(xiàn),N2氣氛中焙燒的Ir/Fe/SiO2催化劑的初始活性很高,可以達(dá)到98%,但是反應(yīng)10h后降到52%存在失活現(xiàn)象,而O2氣氛中焙燒的催化劑沒有明顯的失活,穩(wěn)定在50%左右,但是經(jīng)過N2焙燒的催化劑的巴豆醇選擇性(65%)卻是明顯低于O2焙燒的催化劑(88%)。產(chǎn)生這種情況的原因可能是,催化劑表面存在有機(jī)物并且不能焙燒除去的緣故。
【關(guān)鍵詞】：助劑 選擇性加氫 銥 巴豆醛 焙燒氣氛
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 研究背景10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 不飽和醛選擇性加氫的影響因素12-19
• 1.2.1 催化劑中活性組分的選擇12-15
• 1.2.2 載體的影響15-18
• 1.2.3 表面酸性的影響18-19
• 1.3 結(jié)論19
• 1.4 文章研究的內(nèi)容19-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分22-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品22
• 2.2 制備催化劑的過程22-24
• 2.2.1 載體的制備22-23
• 2.2.2 制備Ir/Fe/MCM-41、Ir/Fe/SBA-15和Ir/Fe/SiO_2催化劑23
• 2.2.3 制備載體SiO_2在不同焙燒溫度的Ir/Fe/SiO_2催化劑23
• 2.2.4 制備N_2氣氛下焙燒的Ir/Fe/SiO_2-700催化劑23-24
• 2.3 催化劑加氫性能評價(jià)24-25
• 2.3.1 評價(jià)反應(yīng)裝置24
• 2.3.2 催化劑的評價(jià)24-25
• 2.4 催化劑的表征25-28
• 2.4.1 NH_3、H_2程序升溫25
• 2.4.2 CO原位紅外測試25-26
• 2.4.3 XRD測試26
• 2.4.4 透射電子顯微鏡(TEM)26
• 2.4.5 Raman表征26
• 2.4.6 原位XPS測試分析26-27
• 2.4.7 FTIR測試分析27
• 2.4.8 比表面積(BET)27
• 2.4.9 程序升溫氧化(TPO)27-28
• 第三章 載體MCM-41、SBA-15、SiO_2對Ir/Fe催化劑的性能的影響的研究28-42
• 3.1 引言28-29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29
• 3.2.1 制備催化劑的過程29
• 3.2.2 催化劑的活性測試29
• 3.3 表征結(jié)果與討論29-40
• 3.3.1 Ir、Fe催化劑的結(jié)構(gòu)表征29-30
• 3.3.2 Ir、Fe催化劑的N_2氣吸-脫附以及孔徑分布的曲線30-31
• 3.3.3 Ir、Fe催化劑的還原測試31-32
• 3.3.4 Ir、Fe催化劑的酸性測試32-34
• 3.3.5 Ir、Fe催化劑的原位XPS34-35
• 3.3.6 Ir、Fe催化劑的原位CO測試35-36
• 3.3.7 Ir、Fe催化劑的紅外光譜分析36-37
• 3.3.8 Ir、Fe催化劑上巴豆醛的加氫能力測試37-38
• 3.3.9 Ir、Fe催化劑的失活原因38-40
• 3.4 結(jié)論40-42
• 第四章 載體SiO_2的焙燒溫度對SiO_2和Ir/Fe/SiO_2催化劑的影響的研究42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分42-43
• 4.2.1 制備催化劑的過程42
• 4.2.2 催化劑的活性測試42-43
• 4.3 表征結(jié)果與討論43-51
• 4.3.1 催化劑的XRD和TEM表征43-44
• 4.3.2 載體的比表面積測試44-45
• 4.3.3 催化劑的還原測試45-46
• 4.3.4 催化劑的表面酸度46
• 4.3.5 催化劑的原位XPS測試46-48
• 4.3.6 催化劑的原位CO紅外分析48-49
• 4.3.7 載體SiO_2的紅外光譜分析49-50
• 4.3.8 巴豆醛加氫能力測試50
• 4.3.9 催化劑失活的原因分析50-51
• 4.4 結(jié)論51-54
• 第五章 焙燒氣氛對Ir/Fe/SiO_2-700催化劑的性能的影響的研究54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分54-55
• 5.2.1 催化劑的制備過程54
• 5.2.2 催化劑的性能評價(jià)54-55
• 5.3 表征結(jié)果與討論55-60
• 5.3.1 催化劑結(jié)構(gòu)的表征55-56
• 5.3.2 催化劑的還原測試56
• 5.3.3 催化劑的表面酸度56-57
• 5.3.4 催化劑的原位XPS表征分析57-59
• 5.3.5 催化劑的原位CO紅外分析59
• 5.3.6 巴豆醛加氫能力測試59-60
• 5.4 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-72
• 作者簡介及發(fā)表文章目錄72-74
• 致謝74-78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳平易;季生福;胡林華;李成岳;;介孔分子篩孔中過渡金屬的組裝及其催化應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2007年04期

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本文編號：1117278