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《浙江工业大学》 2008年
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离子液体中负载型纳米催化剂的制备及其α,β-不饱和醛选择性加氢性能研究

范青明  
【摘要】: α,β0-饱和醛选择性加氢产物在香料、医药、农药和食品等领域应用广泛。由于α,β-不饱和醛分子中同时存在C=C键和C=O键,加氢反应比较复杂,要制得高品质的加氢目标产物,加氢反应必须做到高选择性和高转化率。因此,研发对α,β-不饱和醛加氢具有高活性、高选择性的负载型纳米催化剂是本课题的研究重点。 本论文创新应用咪唑类离子液体作溶剂,以正硅酸乙酯为成胶材料,采用溶胶-凝胶法制备了镍基、钌基和钯基三个系列负载型纳米催化剂,用于α,β-不饱和醛选择性加氢反应体系。系统研究了离子液体结构、活性组分含量、制备条件、助剂等因素对催化剂加氢性能的影响,利用BET、XRD、SEM、H_2-TPR、CO-TPD、EDS、FT-IR、TG等方法对研制的催化剂进行了表征。 论文确定了Ni/SiO_2催化剂的最佳制备工艺:[Bmim]BF_4离子液体为溶剂,镍含量20 wt%,焙烧温度873 K,还原温度823 K,5 wt%Sm为助剂,采用溶胶-凝胶法制备。研制的催化剂对柠檬醛液相加氢具有好的催化反应性能,柠檬醛的转化率和香茅醛的选择性分别为66.3%和90.8%。 确定了5%Sm-Ni/SiO_2催化剂上柠檬醛液相选择性加氢制香茅醛的最佳工艺条件:催化剂用量(占柠檬醛投料量的质量分数)20%,氢气压力1.0 SPa,反应温度413 K,转速1200 r/min,反应时间10 h。在优化条件下,柠檬醛转化率达95.1%,香茅醛选择性达96.7%。该催化剂具有较好的稳定性。 以[Bmim]BF_4离子液体为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备的Ru/SiO_2和Pd/SiO_2催化剂在柠檬醛选择性加氢制香茅醛反应中也表现出较好的催化性能。其中5%Ru/SiO_2催化剂上柠檬醛转化率和香茅醛选择性分别为87.3%和85.1%;5%Pd/SiO_2催化剂上柠檬醛转化率为98.3%,香茅醛和二氢香茅醛的选择性分别为40.9%和52.5%。 以[Bmim]BF_4离子液体为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备的5%Sm-Ni/SiO_2、5%Ru/SiO_2和5%Pd/SiO_2催化剂对肉桂醛、苯甲醛、苯乙酮等α,β-不饱和醛选择性加氢反应也都表现出较高的催化性能。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O643.36

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