纳米多孔镍催化芳香硝基化合物加氢及催化剂再生研究

发布时间：2021-04-23 05:52

　　芳香硝基化合物加氢是有机合成中重要的一类单元反应,其芳胺类产物通常可作为重要的有机中间体,在农药、染料、医学等精细化学品合成中被广泛应用。目前工业上苯胺生产还存在工艺复杂、副产物多、成本高等问题,且废弃催化剂排放导致环境污染、资源浪费。本论文采用纳米多孔型催化剂,探究硝基加氢最优反应条件、催化剂制备工艺优化等,以探索一条流程简单、选择性高的硝基加氢还原方法,并通过机械合金化法将废旧的纳米多孔镍催化剂回收再生,使催化加氢反应能够绿色可持续进行。使用纳米多孔镍催化硝基物加氢,考察其最优的反应条件。在90℃,1MPa的温和条件下,甲醇为溶剂,在30min内其转化率可达100%,选择性高达99.43。且纳米多孔镍催化剂经过回收处理后反复使用多次,仍能保持较高的反应活性及氨基物的选择性。使用纳米多孔钴（Co/Mo-Na）进行光催化对氯硝基苯选择性加氢的研究。当钴钼金属的质量比为2:1时,该催化剂有最好的反应活性,在140℃,1MPa,300W光强的条件下,对氯硝基苯在2h内转化率可达96.5%,且对氯苯胺的选择性可达91.1%。在无光照的对照实验下,对氯硝基苯在2h内仅能转化68.4%,其中对氯... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 硝基加氢还原
        1.1.1 芳香硝基化合物的催化加氢还原
        1.1.2 硝基加氢常用催化剂
    1.2 纳米多孔镍催化剂
        1.2.1 纳米多孔镍催化剂概述
        1.2.2 纳米多孔镍的制备
        1.2.3 纳米多孔镍的应用
    1.3 催化剂回收利用现状
        1.3.1 国外利用现状
        1.3.2 国内利用情况
        1.3.3 废催化剂回收对环境的影响
    1.4 选题依据以及研究内容
2 实验部分
    2.1 主要仪器与试剂
    2.2 纳米多孔型催化剂的制备
        2.2.1 改性纳米多孔钴催化剂的制备流程
        2.2.2 废旧纳米多孔镍回收再生流程
    2.3 催化剂表征
        2.3.1 X射线粉末衍射（XRD）
        2.3.2 氮气物理吸附
    2.4 催化加氢反应
3 芳香硝基加氢反应
    3.1 硝基物预处理溶液的筛选
    3.2 催化剂的筛选
    3.3 溶剂的影响
    3.4 反应条件优化
        3.4.1 温度影响
        3.4.2 压力影响
        3.4.3 投料量影响
    3.5 催化剂稳定性
    3.6 光催化硝基苯有机物选择性加氢的研究
        3.6.1 催化剂的初筛
        3.6.2 温度压力实验
        3.6.3 溶剂的影响
        3.6.4 催化剂制备工艺对产物收率的影响
        3.6.5 催化剂寿命考察
    3.7 本章小结
4 纳米多孔镍催化剂回收再生研究
    4.1 预处理过程中不同参数对催化剂性能的影响
        4.1.1 不同溶剂洗涤废催化剂对催化剂性能的影响
        4.1.2 不同温度下焙烧废催化剂对制得催化剂性能的影响
        4.1.3 热处理温度的影响
    4.2 机械合金化过程中不同参数对催化剂性能的影响
        4.2.1 工艺控制剂的影响
        4.2.2 球料比的影响
        4.2.3 球磨时间的影响
        4.2.4 金属比的影响
    4.3 热处理及活化过程对催化剂活性的影响
        4.3.1 热处理对合金化的影响
        4.3.2 碱活化浓度对机械合金化的影响
    4.4 釜式反应器中加氢条件的优化
        4.4.1 温度对反应的影响
        4.4.2 反应压力的影响
        4.4.3 溶剂的影响
        4.4.4 投料量的影响
    4.5 催化剂稳定性考察
    4.6 反应底物的扩充
    4.7 本章小结
结论
参考文献
附录 A 液质分析图
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]骨架镍催化剂在腈类加氢中的应用[J]. 颜英杰.  工业催化. 2018(09)
[2]钌（Ⅱ）催化C-H芳基化反应研究进展[J]. 高杰,张殊佳.  大连大学学报. 2018(03)
[3]废催化剂回收利用现状及对策[J]. 王世芬,徐作涛.  能源研究与管理. 2015(02)
[4]炼油废催化剂中分离有害重金属工艺条件研究[J]. 周宁波,肖华,陈韬,张健,阳文玉,李文君.  无机盐工业. 2014(01)
[5]从石油化工废催化剂中回收铂族金属的研究进展[J]. 贺小塘.  贵金属. 2013(S1)
[6]纳米Pd/AC催化顺酐“一锅法”水相合成丁二酸[J]. 刘娜,荣泽明,王勇,郭启迪,吕欣怡,王伊凡.  石油化工. 2012(01)
[7]废催化剂中金属组分回收利用概述[J]. 刘利平,马晓建,张鹏,任保增.  工业安全与环保. 2012(01)
[8]铂族金属催化剂回收技术及发展动态[J]. 汪云华,吴晓峰,童伟锋.  贵金属. 2011(01)
[9]Pd/C催化剂的失活机理与回收再生研究进展[J]. 王广建,丁浩,宋美芹,刘光彦.  工业催化. 2009(05)
[10]Raney-Ni催化加氢制备间氯苯胺[J]. 闫茂文,柳楠,陈宏博.  染料与染色. 2004(05)

博士论文
[1]骤冷骨架Ni和纳米Pt/C催化芳环和硝基加氢的研究[D]. 荣泽明.大连理工大学 2010

硕士论文
[1]非晶态NiMoAl催化葡萄糖和3-羟基丙醛加氢的研究[D]. 杜文强.大连理工大学 2007



本文编号：3154761