非晶态合金NiB催化α，β-不饱和醛酮选择加氢动力学研究

论文摘要

作者以肉桂醛和2-亚丁基环戊酮、β-紫罗兰酮为代表重点研究了非晶态NiB催化α，β-不饱和醛酮常压下选择加氢的反应动力学。常压下该反应是准一级反应。还考察了反应条件对常压加氢反应动力学的影响。反应条件对反应的影响主要体现在反应速率和产物分布两方面。研究结果表明，在20-60℃范围内，随温度升高，反应速率常数k也随之增大，但是，反应温度继续升高时，反应速率常数开始下降甚至导致加氢反应中止。温度对产物分布影响不大。溶剂效应对肉桂醛选择加氢的反应速率和加氢产物分布都有影响，在反应初期都只对C=C双键有选择性，随着反应的进行开始有饱和醇生成，在甲苯中反应速率常数受温度影响变化不大，对C=C双键的选择性最好；在无水乙醇中反应速率常数在60℃时最大，对C=C双键的选择性也较好；在环己烷中，40℃时反应速率最快，对C=C双键的选择性同等条件下低于甲苯和无水乙醇。催化剂用量与反应速度成正比。底物浓度平方与反应速率常数成反比。本文还以β-紫罗兰酮为底物比较了常压下非晶态合金NiB催化剂与贵金属Pd／C（5％）和Ru／Al2O3（5％）催化性能，发现在常压下非晶态合金NiB的催化活性适中，选择性好，在β-紫罗兰酮完全消失时，对β-二氢紫罗兰酮的选择性达到98％以上。本文根据阿伦尼乌斯公式计算了反应表观活化能。并根据动力学数据对反应机理进行了简单的推导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 影响α,β-不饱和醛酮催化加氢反应动力学的因素
• 1.1.1 C=C/C=O的选择加氢倾向
• 1.1.2 反应温度
• 1.1.3 溶剂效应
• 1.1.4 压力
• 1.1.5 催化剂中心金属
• 1.2 α,β-不饱和醛酮及其加氢产物的应用
• 1.2.1 在合成香料中的应用
• 1.2.2 在医药中的应用
• 1.3 非晶态NiB催化剂
• 1.3.1 非晶态NiB催化剂的产生和发展
• 1.3.3 结构表征
• 1.3.4 制备及原理
• 1.3.5 改性
• 2 加氢底物α,β-不饱和醛酮的合成和催化剂的制备
• 2.1 试剂
• 2.2 α,β-不饱和醛酮的合成
• 2.2.1 2-亚丁基环戊酮的合成
• 2.2.2 α,β-不饱和醛的合成
• 2.2.3 结构表征
• 2.2.4 结果与讨论
• 2.3 非晶态NiB的制备
• 2.3.1 非晶态NiB的制备步骤
• 2.3.2 催化剂非晶态NiB的表征
• 2.3.3 结果与讨论
• 3 非晶态NiB催化α,β-不饱和醛酮选择加氢及其动力学研究
• 3.1 实验装置及操作
• 3.2 传质因素的消除
• 3.3 反应速率的计算
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 反应速率和反应级数
• 3.4.2 温度的影响及活化能的确定
• 3.4.3 溶剂的影响
• 3.4.4 催化剂用量的影响
• 3.4.5 底物结构（取代基）对加氢反应的影响
• 3.4.6 底物浓度对动力学的影响
• 3.4.7 非晶态NiB催化含有多个不饱和键化合物β-紫罗兰酮加氢选择性研究
• 3.4.8 镍硼与其它加氢催化剂的比较
• 3.4.9 镍硼催化加氢机理探讨
• 3.5 加氢产物结构鉴定
• 3.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 加氢底物物理性质及结构
• 1H-NMR）'>附录B 结构表征（¹H-NMR）
• 附录C 加氢产物结构鉴定（GC-MS）
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢