Ni-B非晶合金制备及其对樟脑催化加氢性能研究

论文摘要

前手性酮类化合物不对称还原制备相应的手性醇化合物,成为近年来不对称还原的前沿领域,此方面的研究迅速发展,并已取得了显著的成绩。本实验以Ni-B非晶态合金为催化剂,催化樟脑加氢制得合成龙脑,研究表明Ni-B非晶态合金为催化剂在显示了很好的催化活性和选择性,樟脑转化率和异龙脑产率均较高,分别达到91.2%和85.67%,证明了以Ni-B非晶态合金为催化剂,常压下催化樟脑不对称加氢制备异龙脑的实验方法可行性和优越性。该实验研究的主要内容如下:（1）通过查阅大量文献和理论分析,得出Ni-B非晶态合金催化剂对饱和环酮的羰基具有较好的催化活性,初步确定实验方案以Ni-B非晶态合金为催化剂,常压下催化樟脑不对称加氢合成龙脑。（2）对Ni-B非晶态合金催化剂催化樟脑加氢的各个影响因素进行了考察,确定了催化剂的最佳制备条件,樟脑的最高转化率可到91. 2%。在最佳条件下制备催化剂,对该反应的工艺条件进行了优化,得出反应温度为40℃,反应时间为8h为最佳工艺条件,该条件下樟脑的最高转化率大91.2%。（3）考察了添加Co、Cu、Mo、Zn、Sn等金属助剂的Ni-B对樟脑催化加氢性能的影响,结果发现Co、Cu、Mo在不同程度上降低了催化剂的催化活性,Zn和Sn的加入可大大提高催化剂活性。考察了加入不同含量Sn（w（Sn）/w（Ni-B）不同）对催化剂活性的影响,得出当w（Sn）/w（Ni-B）为8%催化剂活性最高。（4）以γ-Al2O3为催化剂载体,分别考察了制备方法、pH值、镍负载量、n（KBH4）/（Ni） （摩尔比）、催化剂的焙烧温度等因素对催化剂性能的影响,研究表明Ni-B催化剂的γ-Al2O3改性可以较大程度的提高催化剂的催化活性。pH值为12、n（KBH4）/（Ni）为3.5、镍负载含量为12%时的催化剂活性最高,进一步优化了制备条件和工艺条件。（5）采用超声波清洗器处理催化剂,考察超声波处理时间对催化剂活性的影响作用。发现随着处理时间的延长,催化剂活性先逐渐升高,20min后又呈现下降趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 手性与手性合成技术
• 1.1.1 天然产物提取
• 1.1.2 外消旋体拆分
• 1.1.3 不对称合成
• 1.1.4 生物合成法
• 1.2 前手性酮类化合物的不对称还原
• 1.2.1 手性噁唑硼烷催化体系不对称还原酮
• 1.2.2 生物酶催化不对称还原酮
• 1.2.3 金属手性试剂不对称还原酮
• 1.2.4 碱金属体系不对称还原酮
• 1.2.5 过渡金属络合物催化剂不对称还原酮
• 1.2.6 镍金属催化剂不对称还原
• 1.3 Ni-B 非晶态合金催化剂的研究现状
• 1.3.1 Ni-B 非晶态合金催化剂的研究
• 1.3.2 Ni-B 非晶态合金催化剂的制备
• 1.3.3 Ni-B 非晶态合金催化剂的表征
• 1.3.4 Ni-B 非晶态合金在羰基的催化加氢方面的应用
• 1.4 课题研究背景
• 1.4.1 龙脑的用途
• 1.4.2 樟脑合成龙脑的研究进展
• 1.5 研究目标及研究方案
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究方案
• 第二章 实验研究工作
• 2.1 实验试剂及设备
• 2.1.1 化学试剂
• 2.1.2 实验气体
• 2.1.3 实验仪器
• 2.2 催化剂的制备
• 2.2.1 Ni-B 非晶态合金催化剂的制备
• 2.2.2 Ni-Sn-B 非晶态合金催化剂的制备
• 2.2.3 负载型催化剂的制备
• 2.3 催化剂清单
• 2.4 催化剂表征
• 2.5 实验步骤
• 2.6 催化剂性能的评价指标
• 2.7 产物的分析检测
• 2.7.1 气相色谱定量分析方法
• 2.7.2 产物测定结果的计算方法
• 2.7.3 实验结果的计算实例
• 2.8 本章小结
• 第三章 Ni-B 催化剂催化樟脑催化加氢性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 Ni-B 催化剂的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 催化剂的表征
• 3.3.2 实验重复性研究
• 3.3.3 不同 Ni 盐对 Ni-B 催化剂催化性能的影响
• 4 溶液的pH 值对Ni-B 催化剂催化加氢性能的影响'>3.3.4 KBH₄ 溶液的pH 值对Ni-B 催化剂催化加氢性能的影响
• 4）/n（Ni）对Ni-B 催化剂催化性能的影晌'>3.3.5 n（KBH₄）/n（Ni）对Ni-B 催化剂催化性能的影晌
• 3.3.6 超声预处理对Ni-B 催化剂加氢性能的影响
• 3.4 反应条件对Ni-B 催化剂加氢性能的影响
• 3.4.1 反应时间对催化剂加氢性能的影响
• 3.4.2 反应温度对催化加氢反应的影响
• 3.4.3 催化剂用量对樟脑转化率的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 Sn 对 Ni-B 催化剂的改性研究
• 4.1 前言
• 4.2 催化剂的制备
• 4.3 催化剂表征
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 Ni-Sn-B 催化剂的表征及其分析讨论
• 4.4.2 不同助剂对催化剂催化性能的影响
• 4.4.3 Sn 含量对催化剂催化性能的影响
• 4.5 本章小结
• 20₃催化樟脑不对称加氢性能研究'>第五章 Ni-B /γ-Al₂0₃催化樟脑不对称加氢性能研究
• 5.1 前言
• 20₃ 催化剂的制备'>5.2 Ni-B /γ-Al₂0₃催化剂的制备
• 5.3 催化剂表征
• 5.4 结果与讨论
• 20₃ 催化剂的表征及分析讨论'>5.4.1 Ni-B /γ-Al₂0₃催化剂的表征及分析讨论
• 5.4.2 催化剂不同制备方法的影响
• 5.4.3 预处理焙烧温度的影响
• 5.4.4 负载含量的影响
• 4）/n（Ni）（摩尔比）的影响'>5.4.5 n（KBH₄）/n（Ni）（摩尔比）的影响
• 5.4.6 超声波预处理对催化剂性能的影响
• 5.4.7 催化活性的稳定性考察
• 5.5 工艺优化
• 5.5.1 反应温度的影响
• 5.5.2 反应时间的影响
• 5.5.3 催化剂用量的影响
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与进一步工作建议
• 参考文献
• 附录 硕士学位在读期间发表论文情况
• 致谢