發(fā)布時間：2018-04-15 09:24

  本文選題：液相選擇性加氫 + Pt催化劑��； 參考：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本論文的研究內(nèi)容主要分為以下兩部分:第一部分,開展了多孔SiC-C復(fù)合材料負(fù)載的鉑催化劑Pt/SiC-C上α,β-不飽和醛(以肉桂醛為例)的液相選擇加氫反應(yīng)研究。α,β-不飽和醇在醫(yī)藥和化工生產(chǎn)領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用,其來源主要是通過對α,β-不飽和醛的選擇加氫獲得。肉桂醛作為一個典型的α β-不飽和醛,其選擇性加氫產(chǎn)物肉桂醇是一種應(yīng)用很廣泛的精細(xì)化學(xué)品,可以合成食品添加劑、醫(yī)藥中間體、廣泛用于配制花香型香精、化妝品香精和皂用香精,也用作定香劑。然而由于肉桂醛結(jié)構(gòu)中含有共軛的C=O雙鍵和C=C雙鍵,而C=C雙鍵的鍵能低于C=O雙鍵的鍵能,因此對肉桂醛分子中C=O雙鍵進(jìn)行選擇加氫、而保留C=C雙鍵在熱力學(xué)上并不有利,因此對催化劑的設(shè)計和制備提出了較高的要求,要求催化劑具有較高的C=O雙鍵加氫選擇性。文獻(xiàn)中通常采用貴金屬鉑為活性組分,通過采用特殊的載體(如石墨烯等碳基材料)或添加過渡金屬調(diào)變鉑的電子性質(zhì)來提高產(chǎn)物肉桂醇的選擇性。本論文選用高比表面積的多孔SiC-C復(fù)合材料為載體,采用真空超聲浸漬法制備5 wt.%Pt/SiC-C催化劑。復(fù)合材料載體中SiC和活性炭的重量比約為1:1.13,同時具有碳化硅和活性炭材料的特性,比表面積可達(dá)346 m2/g,孔容為0.52 cm3/g,負(fù)載鉑活性組分后可以使鉑納米粒子高度分散(平均粒徑約為2.1 nm,分散度為53.8%)。將Pt/SiC-C催化劑用于肉桂醛的液相選擇加氫反應(yīng),室溫條件下,肉桂醛轉(zhuǎn)化率為84.9%,肉桂醇選擇性為78.6%,TOF值為2447 h-1;提高反應(yīng)溫度到40℃,肉桂醛的轉(zhuǎn)化率顯著提高,TOF值可達(dá)3745 h-1,而肉桂醇的選擇性保持不變,這些結(jié)果顯著優(yōu)于文獻(xiàn)中報道的不同載體負(fù)載的單金屬鉑催化劑的性能。更重要的是,多孔SiC-C復(fù)合材料負(fù)載的鉑催化劑具有很好的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性能,循環(huán)使用10次之后,催化性能依舊沒有降低。經(jīng)TEM表征發(fā)現(xiàn)鉑粒子在重復(fù)使用過程中并沒有明顯聚集,反應(yīng)液中金屬鉑的流失量也低于ICP-AES的檢測限。通過對PtSiC-C催化劑原位氫氣氣氛中400 ℃預(yù)處理后進(jìn)行的XPS表征發(fā)現(xiàn),催化劑表面除了 Pt0物種外,還有大量的Ptδ+物種,這些帶有部分正電荷的鉑粒子有利于肉桂醛在催化劑表面通過末端羰基進(jìn)行吸附,從而使羰基優(yōu)先活化,選擇性地生成了肉桂醇。第二部分,開展了多孔SiC-C復(fù)合材料負(fù)載鉑催化劑上糠醛選擇加氫制備糠醇的研究。隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對能源的需求日益增多�；�石燃料的過度燃燒不僅產(chǎn)生了溫室效應(yīng),還帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,因此尋求可再生的生物質(zhì)能源來代替日益枯竭的化石能源引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注�？啡┳鳛樯�物質(zhì)能源的平臺化產(chǎn)物之一,對其轉(zhuǎn)化和利用的研究越來越多。通過對糠醛選擇加氫來制備糠醇是糠醛轉(zhuǎn)化和利用的重要途徑之一,在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中主要采用Cu-Cr催化劑,不僅需要高溫高壓等苛刻的反應(yīng)條件,而且使用后催化劑的丟棄還會產(chǎn)生大量有毒的Cr2O3氧化物,不利于環(huán)境友好可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。因此,本論文以多孔SiC-C復(fù)合材料為載體,負(fù)載鉑催化劑,通過對鉑擔(dān)載量、還原方法和催化劑焙燒溫度等一系列參數(shù)的優(yōu)化,篩選出性能優(yōu)異的3Pt/SiC-C-200-H2催化劑,用于糠醛的液相選擇加氫制備糠醇的反應(yīng)中,水為溶劑、反應(yīng)溫度25 ℃、氫氣壓力1 MPa,糠醛的轉(zhuǎn)化率和糠醇的選擇性都在99%以上;顯著高于其它載體負(fù)載的鉑催化劑。值得一提的是,水作為溶劑,不僅使反應(yīng)路線綠色友好,且有助于提高產(chǎn)物糠醇的選擇性。通過對Pt/SiC-C催化劑原位氫氣氣氛中400 ℃預(yù)處理后進(jìn)行的XPS表征發(fā)現(xiàn),催化劑表面Pt活性物種主要以Ptδ+物種存在,從而有利于糠醛在催化劑表面通過末端羰基進(jìn)行吸附,使羰基優(yōu)先活化,選擇性生成了糠醇。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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2 潘會嚴(yán);介孔材料負(fù)載貴金屬/雙金屬催化劑上液相選擇加氫反應(yīng)性能研究[D];華東師范大學(xué);2014年

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4 王紅娜;介孔材料限閾組裝的氧化鋁復(fù)合材料制備及其在不對稱催化氫化中的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2010年

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本文編號：1753521