本文關(guān)鍵詞：基于乙醇為氫源雙金屬催化苯酚選擇性加氫研究

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【摘要】：環(huán)己酮是一種重要的工業(yè)原料,它用途廣泛且需求量巨大。苯酚催化加氫制備環(huán)己酮的工藝方法具有反應(yīng)條件溫和、環(huán)己酮產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),因此受到了廣泛地關(guān)注。本研究主要探討了以乙醇為氫源,雙金屬催化苯酚選擇性加氫制備環(huán)己酮的反應(yīng)。首先,使用浸漬法制備了負(fù)載型Pd催化劑：Pd/ZrO2,Pd/CeO2和Pd/Al2O3,通過比較其活性發(fā)現(xiàn),使用Zr02為催化劑載體時(shí)苯酚加氫效果較好。此外為改進(jìn)反應(yīng)效果,本實(shí)驗(yàn)還制備了雙金屬催化劑Ru-Pd/ZrO2,并對(duì)該催化劑進(jìn)行了一系列的表征。使用Ru-Pd/ZrO2雙金屬催化劑,選用不同的反應(yīng)溫度：250℃、275℃和300℃,在苯酚濃度為20.4g/L的反應(yīng)條件下考察了反應(yīng)溫度對(duì)苯酚轉(zhuǎn)化率、液相產(chǎn)物選擇性、氣相產(chǎn)物產(chǎn)率的影響。其中,液相產(chǎn)物主要為：環(huán)己酮(19.35%～71.22%)、環(huán)己醇(0.65%～20.51%)和環(huán)己烷(0.14%-19.58%)。氣相產(chǎn)物主要為：CH4 (0.75mmmol/g～7.93mmol/g), H2 (0.91mmmol/g～5.03mmol/g)和CO2 (0.44mmmol/g～5.25mmol/g)。反應(yīng)溫度對(duì)苯酚催化加氫效果影響較大,高溫有利于苯酚、乙醇的轉(zhuǎn)化及環(huán)己烷的生成,而低溫有利于獲得較高的環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率。通過改變反應(yīng)時(shí)間(0min～240min),研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)效果的影響。結(jié)果表明,反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),苯酚和乙醇的轉(zhuǎn)化率越大。在較低溫度下,反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)液相產(chǎn)物及氣相產(chǎn)物產(chǎn)率越大；較高溫度下,液相產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物均會(huì)在60min左右達(dá)到相對(duì)平衡。該研究還探討了乙醇加入量(1%～15%)對(duì)反應(yīng)效果的影響。結(jié)果表明：低溫條件下,乙醇含量若大于5%不利于液相產(chǎn)物的生成；高溫條件下,乙醇含量的大小對(duì)液相產(chǎn)物的影響變?nèi)?而氣相產(chǎn)物的產(chǎn)率,尤其是H2的產(chǎn)率會(huì)隨乙醇含量的增大明顯變多。
【關(guān)鍵詞】：苯酚 催化加氫 環(huán)己酮 雙金屬催化劑 乙醇
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;O621.251
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 引言11-12
• 1.2 環(huán)己酮生產(chǎn)方法12-15
• 1.2.1 環(huán)己烷氧化法12-13
• 1.2.2 環(huán)己烯氧化法13
• 1.2.3 環(huán)己醇氧化/脫氫法13-14
• 1.2.4 苯酚加氫法14-15
• 1.3 苯酚催化加氫制備環(huán)己酮15-28
• 1.3.1 活性金屬的影響15-16
• 1.3.2 雙金屬催化劑16-17
• 1.3.3 催化劑載體的影響17-19
• 1.3.5 溶劑的影響19-23
• 1.3.6 反應(yīng)機(jī)理研究23-26
• 1.3.7 供氫源的影響26-28
• 1.4 論文研究目的和研究?jī)?nèi)容28-31
• 1.4.1 研究目的28-29
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容29-31
• 第二章 催化劑的制備和研究方法31-43
• 2.1 催化劑的制備31-33
• 2.1.1 負(fù)載型Pd催化劑的制備32
• 2.1.2 負(fù)載型Ru-Pd雙金屬催化劑的制備32-33
• 2.2 催化劑的表征方法33-37
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)33-34
• 2.2.2 比表面儀及孔分布(BET)34-35
• 2.2.3 掃描透射電子顯微鏡(STEM-EDS)35-36
• 2.2.4 X射線光電子能譜(XPS)36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-42
• 2.3.1 XRD,BET測(cè)樣結(jié)果37-39
• 2.3.2 TEM測(cè)樣結(jié)果39
• 2.3.3 STEM-EDS測(cè)樣結(jié)果39-41
• 2.3.4 XPS測(cè)樣結(jié)果41-42
• 2.4 小結(jié)42-43
• 第三章 實(shí)驗(yàn)方法43-53
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置43-44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原料44-45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法45-50
• 3.3.1 苯酚催化加氫實(shí)驗(yàn)方法45-46
• 3.3.2 催化加氫產(chǎn)物分析方法46-50
• 3.4 計(jì)算公式50-52
• 3.4.1 氣體產(chǎn)率計(jì)算50-51
• 3.4.2 苯酚轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物選擇性計(jì)算51
• 3.4.3 碳平衡計(jì)算51-52
• 3.5 小結(jié)52-53
• 第四章 苯酚催化加氫實(shí)驗(yàn)53-67
• 4.1 負(fù)載型Pd催化劑苯酚催化加氫實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.1.1 催化劑載體對(duì)苯酚轉(zhuǎn)化率的影響53-54
• 4.1.2 催化劑載體對(duì)苯酚催化加氫選擇性的影響54
• 4.2 負(fù)載型Ru-Pd/ZrO_2雙金屬催化劑苯酚催化加氫實(shí)驗(yàn)54-65
• 4.2.1 苯酚轉(zhuǎn)化率及液相產(chǎn)物選擇性54-60
• 4.2.2 氣相產(chǎn)物產(chǎn)率60-64
• 4.2.3 乙醇的消耗量64-65
• 4.4 小結(jié)65-67
• 第五章 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)68
• 5.3 研究不足與展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-81
• 附錄A 攻讀碩士期間科研成果81-83
• 附錄B 攻讀碩士期間參與研究課題83

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