《成型介孔碳负载的色催化剂及其间二硝基苯的催化加氢反应研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成型介孔碳负载的色催化剂及其间二硝基苯的催化加氢反应研究（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、原创性声明作者声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。其他同志对本研究所作出的任何贡献，均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：曼盘盔二2 0 1 1 年5 月洲舢 Y 2 3 7 2 17 2第一章绪论11 1 研究背景11 2 间二硝基苯催化加氢研究进展31 2 1 间二硝基苯加氢还原机理及热力学41 2 2 间二硝基苯加氢催化剂61 2 2 1 镍催化剂61 2 2 2 钯催化剂71 2 2 3 其他
2、催化剂1 01 2 2 4 小结1 01 2 3 催化剂失活原因1 11 3 碳材料在催化剂中的应用1 11 4P d C 的制备方法1 51 5 本论文的研究目的及内容1 6参考文献1 7第二章实验部分2 32 1 实验原料及仪器2 32 2 催化剂制备2 42 2 1 硝酸钯溶液的制备2 42 2 2 载体的制备及预处理2 42 2 3 催化剂的制备2 42 3 催化剂表征2 52 4 催化剂的活性评价2 52 4 1 催化剂的活性评价装置2 52 4 2 产物分析方法2 6IU录| ；一目要要摘摘文文中英第三章结果与讨论2 73 1 催化剂的表征2 73 1 1X R D 2 73 1
3、2T P R 2 93 1 3N 2 吸附一脱附等温线3 13 。1 4 孔分布3 23 1 5P d 分散度测试- C O 吸附3 53 1 6H 2 和C O 吸附量热3 53 2 催化加氢反应3 73 2 1 氢气压力的影响3 73 2 2 反应温度的影响3 83 2 3 载体与催化剂含量的影响4 03 2 4 内扩散的影响4 33 2 5 催化剂的使用寿命4 33 3 结论4 5参考文献4 6硕士期间发表论文4 9致谢一5 0o 参龠童大掌I 士掌位论文中文蟑要鱼- 室查堂I 堑塞生垒I 些坌圭垒I 窒堡塑蔓垒墼旦丝毕业论文题目：盛型企茎l 生鱼垫丝鱼堡丝型垦甚闷三丛垫茎丝垡垡垄氢廛廛
4、堑窒专业：堑垄坐堂韭级硕士生姓名：至盘查指导教师( 姓名、职称) ：沈俭一教授间苯二胺是制备染料、药物以及芳纶等产品的重要中间体。随着我国经济的快速发展，对间苯二胺的需求量也在逐年增加。然而与西方发达国家相比，我国的间苯二胺生产技术要落后许多。2 0 0 3 年以前，国内的间苯二胺生产都是采用间二硝基苯铁粉还原法。该法虽然工艺成熟、方法简单，但成本高、产率低，并且会产生大量的铁泥和含芳胺的废水，环境污染严重，因而随着国家环保法规的健全和完善，铁粉法逐渐遭到淘汰。2 0 0 3 年以后，国内的间苯二胺生产厂家陆续采用了绿色的催化加氢工艺生产间苯二胺，但得到的问苯二胺产品纯度较低，很难达到聚合级的
5、要求。催化加氢法制备间苯二胺主要以雷尼镍和P d C 作为催化剂。雷尼镍催化剂活性好、选择性高，但寿命较短，在反应中循环使用几次后活性下降很快。P d C催化剂虽然价格较贵，但具有更好的反应活性和使用寿命，因而广泛应用于硝基芳烃催化加氢制备芳胺。不过，工业P d C 催化剂大多以活性炭为载体，微孔结构丰富，孔径较小，在催化较大分子的反应时催化性能往往会受到很大限制。此外，国内间苯二胺的生产通常采用高压釜反应器，文献中对间二硝基苯在固定床反应器中催化加氢的报道很少。本文采用等体积浸渍法制备了成型介孔碳( c M C ) 、成型活性炭( c A C ) 以及椰壳活性炭( A C ) 负载的P d
6、催化剂，通过X R D 、B E T - B J H 、C O 吸附以及H 2 C O 吸附量热等手段对催化剂的物理和化学性质进行了表征，并考察了它们在问二硝基苯固定床催化加氢制各问二苯胺的反应中的催化性能。孔分布测试结果表明，c M C 和c A C 以介孔结构为主，而A C 中则主要是微孔。负载P d 后，所得催化剂的比表面积略有下降，但孔径和孔容的变化很小。金属P d 在两种介孔载体上的分散度( 4 6 一5 0 ) 比在椰壳炭上的( 3 6 ) 要高。H 2 和C O 在这三种催化剂表面的起始吸附热相近，表明不同载体负载的金属钯；t ；譬龠，c 大掣闫士掌位论文原子具有相似的表面电子密
7、度。在相同的反应条件下，P d c M C 和P d c A C 催化剂在间二硝基苯加氢反应中表现出相近的催化活性，均远高于P d A C 催化剂。这一结果表明，除了金属P d 的分散度略低之外，P d A C 的微孔结构可能是导致其加氢活性不高的更主要原因。由于孔径较小，较大的反应物和产物分子不易接触到微孔中的活性金属，从而导致负载在微孔孔道中的活性金属未能发挥催化作用。这样，5 P d c M C 催化剂在问二硝基苯的加氢反应中表现出优异的催化活性和间苯二胺选择性，当氢气压力为3M P a 、反应温度为3 2 8K 、间二硝基苯质量空速为2 5h o 时，间二硝基苯完全转化，间苯二胺选择性
8、接近9 9 。而且，5 P d c M C 催化剂在最优反应条件下连续反应4 0 天后仍然可以使间二硝基苯完全转化，间苯二胺的选择性仍高达9 7 5 ，表明该催化剂具有较高的稳定性，展现出良好的工业应用前景。关键词：成型介孔碳，钯催化剂，间二硝基苯，间苯二胺，催化加氢I IT H E S I S ：P r e p a r a t i o no fm - p h e n y l e n e d i a m i n eb yc a t a l y t i ch y d r o g e n a t i o no fm d i n i t r o b e n z e n eo v e rp a l l
9、 a d i u ms u p p o r t e do ns h a p e dm e s o p o r o u sc a r b o nS P E C I A L I Z A T I O N ：P h y s i c a lC h e m i s t r yP O S T G R A D U A T E ：H e z h iW a n gS U P E R V I S O R ：P r o f e s s o rJ i a n y iS h e nm P h e n y l e n e d i a m i n e ( m P D A ) i sa ni m p o r t a n ti
10、n t e r m e d i a t ef o rt h ep r o d u c t i o no fd y e s ，p h a r m a c e u t i c a l s ，a r a m i df i b e r s ，e t cW i mt h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m i c s ，t h e r e Sa ni n c r e a s i n gd e m a n df o rm P D Ai nC h i n a H o w e v e r , c o m p a r e dw i t hw e s t e
11、 md e v e l o p e dc o u n t r i e s ，C h i n a Sp r o d u c t i o nt e c h n o l o g yf o rm P D Ai sb a c k w a r dt o om u c h U n t i l2 0 0 3 ，t h ed o m e s t i cm P D Aw a sp r o d u c e db yt r a d i t i o n a li r o n - p o w d e rr e d u c t i o nm e t h o di nw h i c ht h em d i n i t r o
12、 b e n z e n e ( m D N B ) w a sr e d u c e db yt h em i x t u r eo fi r o np o w d e ra n dh y d r o c h l o r i ca c i d H o w e v e r ，t h ep r o c e s sh a ds o m ed i s a d v a n t a g e s ，s u c ha sh i g hc o s t ，l o wy i e l da n ds e r i o u se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n T h u s ，t h el i q u i d p h a s ec a t a l y t i ch y d r o g e n a t i o nm e t h o dw a si n t r o d u c e dg r a d u a l l y ，b u ti ti sn o te a s yt oo b t a i np o l y m e rg r a d em - P D AA l t h o u g hR a n e yN ii sw i d e l yu s e da sac a t a l y s tf o rt
