《高活性纳米金属镍催化剂及其十二脂肪腈的催化加氢反应研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高活性纳米金属镍催化剂及其十二脂肪腈的催化加氢反应研究（146页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高活性纳米金属镍催化剂及其十二脂肪腈的催化加氢反应研究H i g h l ya c t i v en a n on i c k e lc a t a l y s t sf o rt h eh y d r o g e n a t i o no fl a u r o n i t r i l eH u iC h e nS u p e r v i s e db yP r o f e s s o rJ i a n y iS h e nS c h o o lo fC h e m i s t r ya n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n gN a n j i n gU
2、 n i v e r s i t yN a n j i n g ，C h i n a裕 穆南京大学博士学位论文目录目录I本论文创新之处一I I I中文摘要一VA b s t r a c t V I I第一章绪论11 1 催化加氢概述11 2 脂肪胺的合成与应用51 3 腈的催化加氢1 21 4 本论文的选题思路和研究内容3 2参考文献3 3第二章高活性N i s i 0 2 催化剂及其十二腈加氢反应一4 22 1 前言4 22 2 实验部分4 32 3 结果与讨论4 52 4 本章小结5 3参考文献5 3第三章不同N i 担载量的N i S i 0 2 催化剂及其十二腈加氢反应5 63 1 前
3、言5 63 2 实验部分5 73 3 结果与讨论5 73 4 本章小结6 6参考文献6 7第四章高活性N i M g O 催化剂及其十二腈加氢反应6 94 1 前言6 9目一m删-，已嬲恪删4肼6煅栅P盯洛2丫m 脯 南京大学博士学位论文目录4 2 实验部分7 04 3 结果与讨论7 24 4 本章小结8 4参考文献8 5第五章不同N i 担载量的N i M g O 催化剂及其十二腈加氢反应8 85 1 前言8 85 2 实验部分8 85 3 结果与讨论8 95 4 本章小结1 0 2参考文献一1 0 2第六章载体性质对N i 催化剂在十二腈加氢反应中的催化性能的影响1 0 56 1 前言1
4、0 56 2 实验部分1 0 66 3 结果与讨论1 0 66 4 本章小结1 1 9参考文献一1 2 0第七章活性N i 催化剂的有机包覆与废催化剂的回收利用1 2 27 1 前言1 2 27 2 实验部分1 2 47 3 结果与讨论1 2 57 4 本章小结1 3 3参考文献一1 3 3论文和专利1 3 5致谢1 3 6I Im 辫南京大学博士学位论文本论文的创新之处本论文的创新之处1 采用共沉淀法和正丁醇干燥技术制备了高担载量的N i S i 0 2 B 催化剂。结果发现，正丁醇处理可以有效地提高催化剂的金属还原度和分散度，从而增加催化剂的金属表面积和活性位数目。即便是在金属镍含量高达6
5、 0 ( 质量百分含量)时，N i S i 0 2 催化剂上的金属镍的表面积也能达到6 6m 2 g ，金属镍的粒径小gJ 4n m左右。此外，正丁醇处理明显增强了N i S i 0 2 催化剂的表面酸性，从而促进了甲苯的吸附和催化加氢反应。N i S i 0 2 B 催化剂在十二腈加氢反应中的活性很高，但伯胺的选择性较差，与其较强的表面酸性有关。2 采用共沉淀法和正丁醇处理技术制备了金属N i 担载量分别为6 0 、7 0 、8 0 和9 0 的N i S i 0 2 B 催化剂。7 0 N i 的N i S i 0 2 B 催化剂具有最高的氢吸附量和活性金属表面积( 8 2m 2 g )
6、。吸附量热表明这些N i S i 0 2 B 催化剂都具有较强的表面酸性，且酸性随着N i 含量的增加而减弱。因此，这些N i S i 0 2 B 催化剂在十二腈催化加氢反应中虽然表现出很高的加氢活性，但由于表面酸性较强，因而伯胺的选择性较低。3 采用共沉淀法和正丁醇干燥技术制备了高担载量6 0 N i M g O B 催化剂。结果表明，正丁醇处理可以提r 高N i M g O 催化剂的活性金属表面积，得到的金属镍的粒径大约为7n m 。C O 吸附量热说明正丁醇处理仅仅提高了N i M g O B 催化剂的表面活t # - 位数目，但并没有明显改变N i 的电子性质。N i M g O B
7、催化剂表面具有较强的碱性，尤其是在还原之后，因而可以抑制十二腈加氢反应中的缩合反应，提高伯胺选择性，达9 1 9 9 v 7 , 上。4 采用共沉淀法和正丁醇干燥处理技术制备了不同金属担载量( 2 0 9 0 )的N i M g O B 催化剂。结果表明，当N i 担载量为6 0 时，催化剂的活性金属表面积最高，担载量超过8 0 后，金属分散度急剧下降，粒径骤增至2 0n m 以上。还原后的N i M g O B 催化剂具有较强的表面碱性和较弱的表面酸性。但N i 担载量过高会降低催化剂的表面碱性。虽然不同N i 担载量的N i M g O 催化剂在十二腈加氢反应中活性差异明显，但均表现出很高
8、的伯胺选择性。5 采用共沉淀法和正丁醇干燥处理技术制备了不同载体( M g O 、S i 0 2 、A 1 2 0 3 、M g A I O 和S i A I O ) 负载的N i 催化剂。结果表明，还原后的N i M g O 催化剂具有较强的表面碱性和较弱的表面酸性。还原后的催化剂N i S i 0 2 、N i A 1 2 0 3和N i S i A I O 具有较强的表面酸性和较弱的表面碱性。还原后的N i M g A I O 催化剂同时显示出大量中等强度的表面酸性位和碱性位。较强的表面碱性有助于提高伯胺选择性，表面酸性较强则会降低伯胺的选择性。因此，活性金属表面积较高( 7 5m 2
9、g ) 、同时具有大量中等强度的表面酸性中心和碱性中心的N i M g A I O 催化剂表现出很高的十二腈转化率( 9 3 ) 和伯胺选择性( 9 9 3 ) 。6 将预还原了的N i M g A I O 催化剂浸在熔融的双硬脂酸仲胺中，搅拌均匀后将所得熔融混合物滴在冷板上，可得到粒径在5i T l r n 左右的扁平半球状颗粒，其中活性催化剂含量约3 0 4 0w t 。这种包覆处理可以避免预还原的催化剂在空气中氧化。包覆催化剂在十二腈加氢中的催化性能与未包覆催化剂相当。将使用后的镍催化剂用十二腈洗涤，再在6 7 3K 的空气中焙烧，可去除催化剂表面残留的有机物。将焙烧后的固体用硝酸溶解，
10、所得溶液可用于重新制备N i M g A I O催化剂。通过这种方式可以实现催化剂的循环利用。料： 南京大学博士学位论文中文摘要堑垄垡堂专业Q 级博士生姓名：睦慧指导教师( 姓名、职称) ：选坌二熬撞高级脂肪胺是重要的工业品，广泛应用于日化、纺织、石油工业、化肥、采矿、涂料、塑料、橡胶和金属加工等领域。脂肪腈催化加氢是制备脂肪伯胺最主要的方法之一，也是一种符合原子经济的途径。由于反应中间体活性很高，腈加氢过程中容易发生缩合反应，生成伯胺、仲胺和叔胺的混和物，因此控制产物分布是腈加氢反应的重点。传统上，脂肪腈加氢工艺l , 7 , R a n e yN i 为催化剂。但R a n e yN i
11、催化剂存在制备过程能耗高、污染重以及本身易自燃、操作不便等缺点，因此研发新型催化剂具有很重要的实际意义。本论文研究了不同载体负载的镍催化剂在十二腈液相加氢反应中的催化活性和产物选择性及其影响因素，同时还考察了催化剂的表面包覆及回收利用的可行性，得到如下一些结果：1 采用共沉淀法和正丁醇干燥技术制备了高担载量的6 0 N i S i 0 2 B 催化剂。结果表明，正丁醇处理可以提高催化剂的金属还原度和分散度，从而增加了催化剂的金属表面积和活性位数目。即便是在6 0 叭这样的高含量时，N i S i 0 2 B 催化剂上金属镍的表面积也能达到6 6m 2 g ，金属镍的粒径小到4n m 左右。正丁
12、醇处理明显增强了N i s i 0 2 催化剂的表面酸性，从而促进了甲苯的吸附和催化加氢反应。N i S i 0 2 一B催化剂在十二腈加氢反应中的活性很高，但伯胺的选择性较差，与其较强的表面酸性有关。2 采用共沉淀法和正丁醇处理技术制备了N i 担载量分别为6 0 、7 0 、8 0 和9 0 的N i S i 0 2 B 催化剂。当N i 担载量为7 0 时，催化剂的活性金属表面积最高( 8 2m 2 g ) 。吸附量热表明N i S i 0 2 一B 催化剂具有较强的表面酸性，且酸性随着N i 含量的增加而减弱。因此，不同N i 担载量的N i S i 0 2 B 催化剂在十二腈催化加氢反应中虽然均表现出很高的加氢活性，但伯胺的选择性较差，与它们较强的表面酸性有关。3 采用共沉淀法和正丁醇干燥技术制备了高担载量的6 0 N i M g O B 催化剂。结果表明，正丁醇处理可以提高N i M g O 催化剂的活性金属表面积，得到的金属粒V“ 渺南京大学博士学位论文中文摘要径大约为7n
