金属/氮掺杂介孔碳催化还原硝基化合物性能的研究

发布时间：2022-12-17 18:43

　　芳胺化合物是一种重要的有机化工原料和化工产品,广泛应用于染料、医药、农药、橡胶和造影影像化学品等。工业上,芳胺主要通过芳硝基化合物选择性还原制备。近年来,芳硝基化合物还原研究主要围绕化学反应、催化剂、溶剂的绿色化展开的。由于催化剂可以回收利用,产物容易分离等优点,多相催化反应被认为是一种较为友好的绿色反应途径。然而,对硝基的选择性还原,通常需使用昂贵的贵金属催化剂和助剂,且反应在严苛的条件下才能进行。另外,多相催化还原特别是一些在苯环上含有还原性基团和卤代基团的芳硝基化合物还原,生成芳胺的选择性较低。本论文就这些问题展开研究,针对性的设计系列不同催化还原体系下性能优异的催化剂。首先,针对芳硝基化合物的催化加氢反应,为了使反应过程更加绿色环保,可以通过避免使用有毒的有机溶剂的方式实现。因此,通过后期富氮法制备了氮掺杂有序介孔碳负载的高分散Pd纳米颗粒催化剂Pd/N-CMK-3,制备的催化剂金属Pd纳米颗粒平均尺寸约为1-2 nm,比不掺杂氮的CMK-3所负载的Pd（平均尺寸约为5nm）尺寸小并且分布更加均匀。通过考察其对芳硝基化合物无溶剂加氢催化性能,发现Pd/N-CKM-3催化剂活性是... 

【文章页数】：199 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 纳米金属/氮掺杂介孔碳复合材料
        1.3.1 纳米金属催化剂
        1.3.2 氮掺杂介孔碳材料
        1.3.3 纳米金属/氮掺杂介孔碳复合材料
        1.3.4 热处理对纳米金属/氮掺杂介孔碳复合材料影响
    1.4 芳胺化合物的制备方法
        1.4.1 催化加氢法
        1.4.2 氢转移还原法
        1.4.3 芳硝基化合物催化还原反应机理
    1.5 金属/氮掺杂介孔碳复合材料在制备芳胺化合物反应中的应用
    1.6 论文的主要研究思路与研究内容
        1.6.1 研究思路
        1.6.2 主要研究内容
第二章 试验方法及表征手段
    2.1 实验原料以及实验设备
        2.1.1 化学试剂
        2.1.2 主要实验仪器
    2.2 催化剂的制备
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 X-射线粉末衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 比表面积测定(BET)
        2.3.4 透射电镜分析(TEM)
        2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)
        2.3.6 热重-差热分析(TG-DSC)
        2.3.7 拉曼光谱分析(Raman)
        2.3.8 元素分析-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)
        2.3.9 碳氢氮元素分析(CHNElementAnalyzer)
    2.4 催化剂的催化性能评价
        2.4.1 实验装置
        2.4.2 分析方法
第三章 钯/氮掺杂有序介孔碳制备及催化加氢还原芳硝基化合物的性能
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Pd/N-CMK-3复合材料制备
        3.2.2 芳硝基化合物的无溶剂催化加氢反应步骤
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 Pd/N-CMK-3复合材料表征与分析
        3.3.2 Pd/N-CMK-3催化剂催化加氢还原芳硝基化合物性能评价
    3.4 小结
第四章 Ni(Co,Fe)/氮掺杂有序介孔碳制备及催化加氢还原芳硝基化合物的性能
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Ni(Co,Fe)/NGr@OMC复合材料的制备
        4.2.2 芳硝基化合物的催化加氢反应步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ni(Co,Fe)/NGr@OMC复合材料的表征与分析
        4.3.2 催化剂在水溶液中催化加氢还原芳硝基化合物性能评价与分析
    4.4 小结
第五章 Co-氮掺杂碳/介孔氧化铝制备及其催化水合肼还原芳硝基化合物性能
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 Co-NC/γ-MA复合材料制备
        5.2.2 Co-NC/γ-MA复合材料催化水合肼还原芳硝基化合物反应步骤
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Co_3O_4/γ-MA材料的表征与分析
        5.3.2 Co-NC/γ-MA复合材料的表征与分析
        5.3.3 Co-NC/γ-MA催化水合肼还原芳硝基化合物反应性能评价与分析
    5.4 小结
第六章 Co(Ni,Fe)-MoO_3/氮掺杂碳@SBA-15制备及其催化水合肼还原芳硝基化合物性能
    6.1 前言
    6.2 实验部分
        6.2.1 Co(Ni,Fe)-MoO/CN@SBA-15复合材料制备
        6.2.2 催化水合肼还原芳硝基化合物反应步骤
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 Co(Ni,Fe)-MoO_3/NC@SBA-15复合材料的表征结果分析
        6.3.2 Co(Ni,Fe)-MoO_3/NC@SBA-15催化水合肼还原硝基化合物性能评价与分析
    6.4 小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文及专利
作者在攻读博士学位期间所作的项目
攻读博士学位期间所获奖励
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]活性炭孔结构和表面化学性质对吸附硝基苯的影响[J]. 刘守新,陈曦,张显权.  环境科学. 2008(05)
[2]纳米催化剂研究进展[J]. 李敏,崔屾.  材料导报. 2006(S1)
[3]表面化学改性吸附用活性炭的研究进展[J]. 王鹏,张海禄.  炭素技术. 2003(03)
[4]纳米粒子催化剂及其研究进展[J]. 杨咏来,徐恒泳,李文钊.  材料导报. 2003(02)

硕士论文
[1]组合型Pt、Pd催化剂的选择性加氢性能研究[D]. 赵磊.浙江工业大学 2012



本文编号：3720445