钌负载铝硅复合材料水相催化氢化芳基羧酸及其衍生物

发布时间：2021-01-22 02:28

　　芳基羧酸及其衍生物的加氢产物环己烷羧酸和环己烷酯类广泛应用于聚酯、涂料、纤维和橡胶等领域。苯环自身的稳定性以及苯环与羰基之间的共轭效应使传统催化剂对于芳基羧酸及其衍生物的加氢需要高温、高压、有机溶剂和高负载量的贵金属催化剂等条件,这不利于催化剂在工业上的广泛应用。本文采用溶胶凝胶法和水热法合成具有酸性位点的铝硅复合载体,将其负载高分散的钌纳米粒子后应用于温和条件下芳基羧酸及其衍生物的水相氢化。通过对复合材料的表征、催化剂的性能评价以及反应机理的初探得到了以下结论:（1）溶胶凝胶法制备的铝硅复合材料负载钌粒子催化剂Ru/S-AS-x（x代表原料中硅与铝的理论摩尔比）在80°C,氢压5 MPa条件下对水相氢化对苯二甲酸的催化转化率和产物的顺式选择性分别高达92.6%和84.9%。不足之处在于循环使用过程中出现的钌纳米粒子浸出和骨架脱铝会降低此催化剂的稳定性。（2）水热法制备的铝硅复合材料负载钌粒子催化剂Ru/H-AS-x对于芳基羧酸及其衍生物的水相氢化具有优异的催化性能。Ru/H-AS-x具有有序介孔结构并且表面呈现出路易斯酸性位点的性质;其中,Ru/H-AS-3拥有有序介孔结构、高分散度... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 芳基羧酸及其衍生物
    1.2 贵金属催化剂在芳基羧酸及其衍生物氢化中的应用
        1.2.1 钯基催化剂
        1.2.2 铑基催化剂
        1.2.3 钌基催化剂
        1.2.4 双金属催化剂
    1.3 载体对催化剂性能的影响
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 硅基材料
        1.3.3 铝硅复合材料
    1.4 铝硅复合材料的合成
        1.4.1 后嫁接法
        1.4.2 溶胶凝胶法
        1.4.3 水热法
        1.4.4 其它方法
    1.5 论文的意义及研究内容
        1.5.1 论文的意义
        1.5.2 研究内容
第2章 实验部分
    2.1 试剂与仪器
    2.2 材料的表征方法
        2.2.1 X射线粉末衍射（XRD）
        2.2.2 氮气物理吸附脱附（BET）
        2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
        2.2.4 电感耦合等离子光谱（ICP-OES）
        2.2.5 X射线光电子能谱（XPS）
3-TPD）">        2.2.6 氨气的程序升温脱附（NH₃-TPD）
27Al魔角旋转固体核磁(²⁷Al MAS NMR)">        2.2.7 ²⁷Al魔角旋转固体核磁(²⁷Al MAS NMR)
        2.2.8 吡啶红外（Py-IR）
    2.3 芳基羧酸及其衍生物的氢化方法催化剂性能评价
第3章 溶胶凝胶法制备铝硅复合材料在水相氢化对苯二甲酸中的应用
    3.1 引言
    3.2 溶胶凝胶法制备铝硅复合材料及其表征
        3.2.1 载体S-AS-x的制备
        3.2.2 载体S-AS-x的表征
            3.2.2.1 小角X射线粉末衍射（Small- angle XRD）
            3.2.2.2 广角X射线粉末衍射（Wide angle XRD）
            3.2.2.3 氮气物理吸附脱附（BET）
            3.2.2.4 载体的TEM图
    3.3 催化剂Ru/S-AS-x的制备和表征
        3.3.1 催化剂Ru/S-AS-x的制备
        3.3.2 催化剂Ru/S-AS-x的表征
            3.3.2.1 小角X射线粉末衍射（Small angle XRD）
            3.3.2.2 广角X射线粉末衍射（Wide-angle XRD）
            3.3.2.3 氮气物理吸附脱附（BET）
            3.3.2.4 X-射线光电子能谱（XPS）
            3.3.2.5 催化剂的TEM图
3-TPD图">            3.3.2.6 NH₃-TPD图
    3.4 催化剂Ru/S-AS-x水相氢化对苯二甲酸的催化性能评价
        3.4.1 铝掺杂量对催化剂Ru/S-AS-x催化性能的影响
        3.4.2 模板剂的添加量对Ru/S-AS-3催化性能的影响
        3.4.3 钌的负载量对Ru/S-AS-3催化性能的影响
        3.4.4 催化剂Ru/S-AS-3水相氢化对苯二甲酸的稳定性
    3.5 本章小结
第4章 水热法制备有序介孔铝硅复合材料应用于水相氢化芳基羧酸及其衍生物
    4.1 引言
    4.2 有序介孔铝硅复合材料的制备及表征
        4.2.1 载体H-AS-x的制备
        4.2.2 载体H-AS-x的表征
            4.2.2.1 小角X射线粉末衍射（Small angle XRD）
            4.2.2.2 广角X射线粉末衍射（Wide angle XRD）
2物理吸附脱附（BET）">            4.2.2.3 N₂物理吸附脱附（BET）
            4.2.2.4 载体的透射电镜图
    4.3 催化剂Ru/H-AS-x的制备和表征
        4.3.1 催化剂Ru/H-AS-x的制备
        4.3.2 催化剂Ru/H-AS-x的表征
            4.3.2.1 小角X射线粉末衍射（Small angle XRD）
            4.3.2.2 氮气物理吸附脱附图（BET）
            4.3.2.3 催化剂的广角XRD图谱（Wide angle XRD）
            4.3.2.4 催化剂的透射电镜图（TEM）
27Al固体核磁图谱(²⁷Al MAS NMR)">            4.3.2.5 催化剂的²⁷Al固体核磁图谱(²⁷Al MAS NMR)
3图谱（TPD-NH₃）">            4.3.2.6 催化剂的TPD-NH₃图谱（TPD-NH₃）
            4.3.2.7 催化剂的吡啶红外图谱（Pyridine-FTIR）
    4.4 催化剂Ru/H-AS-x水相氢化对苯二甲酸的性能评价
        4.4.1 铝掺杂量对Ru/H-AS-x加氢性能的影响
        4.4.2 催化剂Ru/H-AS-3的重复使用性能
        4.4.3 钌的负载量对Ru/H-AS-3加氢性能的影响
        4.4.4 反应温度对Ru/H-AS-3加氢性能的影响
        4.4.5 Ru/H-AS-3催化性能降低的因素
    4.5 Ru/H-AS-3水相氢化对苯二甲酸反应路径探索
    4.6 Ru/H-AS-3对芳基羧酸及其衍生物的加氢性能
    4.7 本章小结
第5章 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 对苯二甲酸水相加氢产物的核磁谱图
个人简历、在学期间发表的学术论文及成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]对苯二甲酸催化加氢的Ru-Sn-B/丝光沸石催化性能[J]. 赵葛新,靳海波,何广湘,郭志武,杨索和.  工业催化. 2012(08)



本文编号：2992369