基于乙醇为氢源双金属催化苯酚选择性加氢研究

发布时间：2017-08-15 13:32

  本文关键词：基于乙醇为氢源双金属催化苯酚选择性加氢研究

  更多相关文章： 苯酚 催化加氢 环己酮 双金属催化剂 乙醇

【摘要】：环己酮是一种重要的工业原料,它用途广泛且需求量巨大。苯酚催化加氢制备环己酮的工艺方法具有反应条件温和、环己酮产率高等优点,因此受到了广泛地关注。本研究主要探讨了以乙醇为氢源,双金属催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应。首先,使用浸渍法制备了负载型Pd催化剂：Pd/ZrO2,Pd/CeO2和Pd/Al2O3,通过比较其活性发现,使用Zr02为催化剂载体时苯酚加氢效果较好。此外为改进反应效果,本实验还制备了双金属催化剂Ru-Pd/ZrO2,并对该催化剂进行了一系列的表征。使用Ru-Pd/ZrO2双金属催化剂,选用不同的反应温度：250℃、275℃和300℃,在苯酚浓度为20.4g/L的反应条件下考察了反应温度对苯酚转化率、液相产物选择性、气相产物产率的影响。其中,液相产物主要为：环己酮(19.35%～71.22%)、环己醇(0.65%～20.51%)和环己烷(0.14%-19.58%)。气相产物主要为：CH4 (0.75mmmol/g～7.93mmol/g), H2 (0.91mmmol/g～5.03mmol/g)和CO2 (0.44mmmol/g～5.25mmol/g)。反应温度对苯酚催化加氢效果影响较大,高温有利于苯酚、乙醇的转化及环己烷的生成,而低温有利于获得较高的环己酮转化率。通过改变反应时间(0min～240min),研究了反应时间对反应效果的影响。结果表明,反应时间越长,苯酚和乙醇的转化率越大。在较低温度下,反应时间越长液相产物及气相产物产率越大；较高温度下,液相产物和气相产物均会在60min左右达到相对平衡。该研究还探讨了乙醇加入量(1%～15%)对反应效果的影响。结果表明：低温条件下,乙醇含量若大于5%不利于液相产物的生成；高温条件下,乙醇含量的大小对液相产物的影响变弱,而气相产物的产率,尤其是H2的产率会随乙醇含量的增大明显变多。
【关键词】：苯酚 催化加氢 环己酮 双金属催化剂 乙醇
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O621.251
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-31
• 1.1 引言11-12
• 1.2 环己酮生产方法12-15
• 1.2.1 环己烷氧化法12-13
• 1.2.2 环己烯氧化法13
• 1.2.3 环己醇氧化/脱氢法13-14
• 1.2.4 苯酚加氢法14-15
• 1.3 苯酚催化加氢制备环己酮15-28
• 1.3.1 活性金属的影响15-16
• 1.3.2 双金属催化剂16-17
• 1.3.3 催化剂载体的影响17-19
• 1.3.5 溶剂的影响19-23
• 1.3.6 反应机理研究23-26
• 1.3.7 供氢源的影响26-28
• 1.4 论文研究目的和研究内容28-31
• 1.4.1 研究目的28-29
• 1.4.2 研究内容29-31
• 第二章 催化剂的制备和研究方法31-43
• 2.1 催化剂的制备31-33
• 2.1.1 负载型Pd催化剂的制备32
• 2.1.2 负载型Ru-Pd双金属催化剂的制备32-33
• 2.2 催化剂的表征方法33-37
• 2.2.1 X射线衍射(XRD)33-34
• 2.2.2 比表面仪及孔分布(BET)34-35
• 2.2.3 扫描透射电子显微镜(STEM-EDS)35-36
• 2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)36-37
• 2.3 结果与讨论37-42
• 2.3.1 XRD,BET测样结果37-39
• 2.3.2 TEM测样结果39
• 2.3.3 STEM-EDS测样结果39-41
• 2.3.4 XPS测样结果41-42
• 2.4 小结42-43
• 第三章 实验方法43-53
• 3.1 实验装置43-44
• 3.2 实验原料44-45
• 3.3 实验方法45-50
• 3.3.1 苯酚催化加氢实验方法45-46
• 3.3.2 催化加氢产物分析方法46-50
• 3.4 计算公式50-52
• 3.4.1 气体产率计算50-51
• 3.4.2 苯酚转化率及产物选择性计算51
• 3.4.3 碳平衡计算51-52
• 3.5 小结52-53
• 第四章 苯酚催化加氢实验53-67
• 4.1 负载型Pd催化剂苯酚催化加氢实验53-54
• 4.1.1 催化剂载体对苯酚转化率的影响53-54
• 4.1.2 催化剂载体对苯酚催化加氢选择性的影响54
• 4.2 负载型Ru-Pd/ZrO_2双金属催化剂苯酚催化加氢实验54-65
• 4.2.1 苯酚转化率及液相产物选择性54-60
• 4.2.2 气相产物产率60-64
• 4.2.3 乙醇的消耗量64-65
• 4.4 小结65-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 创新点68
• 5.3 研究不足与展望68-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-81
• 附录A 攻读硕士期间科研成果81-83
• 附录B 攻读硕士期间参与研究课题83

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本文编号：678463