介孔Ni/mSiO 2 催化劑的制備及其2-甲基呋喃加氫制備2-甲基四氫呋喃性能的研究
發(fā)布時間:2021-11-22 16:42
2-甲基四氫呋喃(2-MTHF)是一種重要的醫(yī)藥中間體和新型的綠色溶劑。與傳統(tǒng)溶劑四氫呋喃(THF)相比,2-MTHF沸點適中、易于與水分離,且具有合適的路易斯堿強度,因而被廣泛的應(yīng)用于有機化學(xué)和商業(yè)化的樹脂工業(yè)中。2-MTHF燃燒性能優(yōu)良,還可以用作汽油添加劑。在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的前提下,2-MTHF在汽油中的添加體積占比可達(dá)到60%。因而,2-MTHF合成研究受到廣泛關(guān)注。2-甲基呋喃加氫反應(yīng)制備2-甲基四氫呋喃,工業(yè)上目前應(yīng)用較多的為液相加氫反應(yīng),采用貴金屬Pd催化劑,反應(yīng)壓力較高(>8 Mpa)。催化劑成本高,且使用后易形成漿態(tài)催化劑,難以回收。因此,開發(fā)2-甲基呋喃氣相加氫反應(yīng)制備2-甲基四氫呋喃的非貴金屬催化劑及溫和反應(yīng)工藝是十分必要的。因此,開發(fā)一種高效氣相加氫制備2-甲基四氫呋喃而非貴金屬催化劑是本論文的任務(wù),同時還要優(yōu)化反應(yīng)條件,使催化劑的性能達(dá)到最優(yōu)。這些基礎(chǔ)理論研究對工業(yè)應(yīng)用都具有重要意義。本文首先制備了一種新型介孔結(jié)構(gòu)的二氧化硅(m Si O2)作為催化劑的載體,然后采用蒸氨法,制備Ni/m Si O2催化劑,研究...
【文章來源】:沈陽化工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
加氫磷酸化反應(yīng)
醇溶液中,加入水合Zr催化劑,合成了2-甲基四氫呋喃,其收率大于60%。但該方法會產(chǎn)生大量重金屬污染。Geilen[33]等人認(rèn)為釕可作為GVL轉(zhuǎn)化為2-甲基四氫呋喃的催化劑,使用100bar的H2在200℃反應(yīng)18h,2-MTHF的收率可以達(dá)到92%。但此方法所用到的催化劑含有釕這種貴金屬,成本太高,因此無法應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn),如果采用負(fù)載型釕納米粒子催化劑卻無法獲得令人滿意的收率,比如Al-Shaal[34]制備了一種Ru/C催化劑,在無溶劑條件下用GVL作為原料參與反應(yīng),GVL完全轉(zhuǎn)化,但是2-甲基四氫呋喃的最大產(chǎn)率僅僅為43%。圖1-2內(nèi)酯合成2-甲基四氫呋喃
沈陽化工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章文獻(xiàn)綜述6Fig.1-2Lactonesynthesisof2-methyltetrahydrofuran(三)以丁二醇為原料合成Donald等人[35]制備了一種五乙氧基磷,將它溶解在CH2Cl2中,將該催化劑用在2-甲基-1,4-丁二醇脫水制2-MTHF的反應(yīng)中,通過測試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的收率達(dá)到了69%以上。Kuramoto[36]制得了三叔丁基胺催化劑,在催化過程中加入鹽酸溶解,用2-甲基-1,4-丁二醇為原料,在130℃的條件下加熱攪拌反應(yīng)6h,2-甲基四氫呋喃收率可達(dá)99%。圖1-3丁二醇合成2-甲基四氫呋喃Fig.1-3Synthesisof2-methyltetrahydrofuranfrombutanediol1.32-甲基呋喃加氫制2-甲基四氫呋喃催化劑的研究1.3.1介孔載體的研究根據(jù)IUPAC的規(guī)定,孔徑范圍在2-50nm的孔被定義為介孔。它的特點是具有很大的比表面積、孔徑分布變得狹窄、孔徑大小能夠調(diào)節(jié)。由于介孔[37][38][39]的大小與小生物分子和蛋白質(zhì)的各種化合物的大小都非常匹配,因此,介孔材料可以作為多種客體分子的極佳支持物或載體,而且這些有序孔道實際上起到了“微型反應(yīng)器”的作用。載體是負(fù)載型催化劑的組成之一,雖然載體不具有催化的活性,但它相當(dāng)于構(gòu)筑催化劑的負(fù)載框架,用來支撐負(fù)載金屬,使負(fù)載金屬得到分散,同時還可以增加催化劑的強度。常用具有多孔的固體載體有Al2O3、二氧化硅、沸石、活性炭、海泡石、氧化鎂等,其中二氧化硅作為一種常用的載體被應(yīng)用到各種負(fù)載型催化劑中。這是因為通過測定SiO2載體發(fā)現(xiàn)[40],二氧化硅的比表面積非常的大、易于分散,而且能夠抗強酸的腐蝕,而且它是無毒無味的白色粉末狀物質(zhì),不會對環(huán)境造成污染,因而被大量應(yīng)用。SiO2可以從不同的硅源中提取,但是從不同的硅源提取制備的負(fù)載型催化劑的活性不盡相同。常用的一種是由青島一家公司生
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ni/Al2O3催化2-甲基呋喃加氫制2-甲基四氫呋喃性能的研究[J]. 李增杰,黃玉輝,朱明,陳曉蓉,梅華. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[2]利用激波管對2-甲基四氫呋喃自燃特性的研究[J]. 王井山,樊祥山,楊康康,王錫斌. 內(nèi)燃機學(xué)報. 2016(01)
[3]納米SiO2固體粒子的制備[J]. 田梅娟. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(03)
[4]超細(xì)Cu/Ni催化糠醛加氫合成2-甲基四氫呋喃[J]. 莫勇,王貴武,陳茜文. 精細(xì)化工. 2013(07)
[5]新型溶劑2-甲基四氫呋喃的合成和應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 鄭睿,沈健芬. 精細(xì)化工中間體. 2009(02)
[6]超細(xì)二氧化硅的制備和表征[J]. 鄭婧,陳曉暉. 硅酸鹽通報. 2008(06)
[7]糠醛氣相加氫制2-甲基呋喃新型配合物催化劑研究[J]. 李長海,李國安. 工業(yè)催化. 2008(08)
[8]2-甲基四氫呋喃的制備研究進(jìn)展[J]. 辛炳煒,曲立強,孫昌俊. 山東化工. 2003(06)
[9]CuO-CaO/SiO2超細(xì)催化劑結(jié)構(gòu)及糠醛加氫反應(yīng)性能的研究[J]. 吳靜,申延明,王坤院,劉長厚,張振祥. 分子催化. 2003(05)
[10]水熱法合成氧化鎳-二氧化硅催化劑及其用于碳納米管的制備[J]. 朱燕娟,鄧淑華,易雙萍,鐘韶,陳玉蓮,何艷陽,張海燕. 無機材料學(xué)報. 2003(06)
本文編號:3512079
【文章來源】:沈陽化工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
加氫磷酸化反應(yīng)
醇溶液中,加入水合Zr催化劑,合成了2-甲基四氫呋喃,其收率大于60%。但該方法會產(chǎn)生大量重金屬污染。Geilen[33]等人認(rèn)為釕可作為GVL轉(zhuǎn)化為2-甲基四氫呋喃的催化劑,使用100bar的H2在200℃反應(yīng)18h,2-MTHF的收率可以達(dá)到92%。但此方法所用到的催化劑含有釕這種貴金屬,成本太高,因此無法應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn),如果采用負(fù)載型釕納米粒子催化劑卻無法獲得令人滿意的收率,比如Al-Shaal[34]制備了一種Ru/C催化劑,在無溶劑條件下用GVL作為原料參與反應(yīng),GVL完全轉(zhuǎn)化,但是2-甲基四氫呋喃的最大產(chǎn)率僅僅為43%。圖1-2內(nèi)酯合成2-甲基四氫呋喃
沈陽化工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章文獻(xiàn)綜述6Fig.1-2Lactonesynthesisof2-methyltetrahydrofuran(三)以丁二醇為原料合成Donald等人[35]制備了一種五乙氧基磷,將它溶解在CH2Cl2中,將該催化劑用在2-甲基-1,4-丁二醇脫水制2-MTHF的反應(yīng)中,通過測試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的收率達(dá)到了69%以上。Kuramoto[36]制得了三叔丁基胺催化劑,在催化過程中加入鹽酸溶解,用2-甲基-1,4-丁二醇為原料,在130℃的條件下加熱攪拌反應(yīng)6h,2-甲基四氫呋喃收率可達(dá)99%。圖1-3丁二醇合成2-甲基四氫呋喃Fig.1-3Synthesisof2-methyltetrahydrofuranfrombutanediol1.32-甲基呋喃加氫制2-甲基四氫呋喃催化劑的研究1.3.1介孔載體的研究根據(jù)IUPAC的規(guī)定,孔徑范圍在2-50nm的孔被定義為介孔。它的特點是具有很大的比表面積、孔徑分布變得狹窄、孔徑大小能夠調(diào)節(jié)。由于介孔[37][38][39]的大小與小生物分子和蛋白質(zhì)的各種化合物的大小都非常匹配,因此,介孔材料可以作為多種客體分子的極佳支持物或載體,而且這些有序孔道實際上起到了“微型反應(yīng)器”的作用。載體是負(fù)載型催化劑的組成之一,雖然載體不具有催化的活性,但它相當(dāng)于構(gòu)筑催化劑的負(fù)載框架,用來支撐負(fù)載金屬,使負(fù)載金屬得到分散,同時還可以增加催化劑的強度。常用具有多孔的固體載體有Al2O3、二氧化硅、沸石、活性炭、海泡石、氧化鎂等,其中二氧化硅作為一種常用的載體被應(yīng)用到各種負(fù)載型催化劑中。這是因為通過測定SiO2載體發(fā)現(xiàn)[40],二氧化硅的比表面積非常的大、易于分散,而且能夠抗強酸的腐蝕,而且它是無毒無味的白色粉末狀物質(zhì),不會對環(huán)境造成污染,因而被大量應(yīng)用。SiO2可以從不同的硅源中提取,但是從不同的硅源提取制備的負(fù)載型催化劑的活性不盡相同。常用的一種是由青島一家公司生
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ni/Al2O3催化2-甲基呋喃加氫制2-甲基四氫呋喃性能的研究[J]. 李增杰,黃玉輝,朱明,陳曉蓉,梅華. 燃料化學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[2]利用激波管對2-甲基四氫呋喃自燃特性的研究[J]. 王井山,樊祥山,楊康康,王錫斌. 內(nèi)燃機學(xué)報. 2016(01)
[3]納米SiO2固體粒子的制備[J]. 田梅娟. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(03)
[4]超細(xì)Cu/Ni催化糠醛加氫合成2-甲基四氫呋喃[J]. 莫勇,王貴武,陳茜文. 精細(xì)化工. 2013(07)
[5]新型溶劑2-甲基四氫呋喃的合成和應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 鄭睿,沈健芬. 精細(xì)化工中間體. 2009(02)
[6]超細(xì)二氧化硅的制備和表征[J]. 鄭婧,陳曉暉. 硅酸鹽通報. 2008(06)
[7]糠醛氣相加氫制2-甲基呋喃新型配合物催化劑研究[J]. 李長海,李國安. 工業(yè)催化. 2008(08)
[8]2-甲基四氫呋喃的制備研究進(jìn)展[J]. 辛炳煒,曲立強,孫昌俊. 山東化工. 2003(06)
[9]CuO-CaO/SiO2超細(xì)催化劑結(jié)構(gòu)及糠醛加氫反應(yīng)性能的研究[J]. 吳靜,申延明,王坤院,劉長厚,張振祥. 分子催化. 2003(05)
[10]水熱法合成氧化鎳-二氧化硅催化劑及其用于碳納米管的制備[J]. 朱燕娟,鄧淑華,易雙萍,鐘韶,陳玉蓮,何艷陽,張海燕. 無機材料學(xué)報. 2003(06)
本文編號:3512079
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