镍基负载型超微粒子催化剂上的还原胺化反应应用研究

论文摘要

负载型超细镍基催化剂由于具有价廉,活性高等优点,在催化加氢反应中有着广泛的应用。这类催化剂制备的传统方法主要有浸渍法、离子交换法、沉积沉淀法等。与其它方法相比,溶胶.凝胶法有着极大的优势。利用这种方法制得的催化剂,可以使纳米粒子有效地均匀分散在载体网络中,其稳定性和寿命优于其它方法制得的催化剂。 通过本课题,主要有以下几方面收获。 1.橡胶防老剂4020,为高效、低毒、耐溶剂的橡胶防老剂。目前使用还原胺化法合成橡胶防老剂4020是一条有发展前景的工艺路线。迄今为止,利用溶胶—凝胶技术以及溶胶—凝胶超临界干燥技术制备负载型镍基催化剂在4020加氢还原中的应用还未见报导。在本研究工作中,利用溶胶凝胶法和超临界干燥技术所制备的负载型镍基催化剂,对其在4020制备反应中的活性进行了评价,并且着重对该催化剂在上述反应中最佳工艺条件和生产应用前景进行了研究。 2.N-（3-戊基）-3,4-二甲基苯胺是除草剂二甲戊乐灵的中间体。以3,4-二甲基苯胺和3-戊酮为原料,对该催化剂活性进行了考察。并分别采用分步法和连续法催化加氢合成N-（3-戊基）-3,4-二甲基苯胺。采用分步法,产品理论收率达到98%以上,选择性达到了84.5%。此外本文利用该催化剂,对连续法合成工艺进行了研究,结果表明,连续法合成戊胺工艺路线可行,产品理论收率达到80%以上,对戊酮的选择性高达91%。 在还原胺化类催化加氢反应中,如何避免酮被还原成醇,也是工业化生产中面临的难题之一。而本催化剂在这方面,其活性和选择性,远远优于目前普遍应用的raney Ni催化剂。 通过对上述两个反应中一些规律性的总结,表明利用负载型超微粒子镍基催化剂,协同缩合催化剂β—奈磺酸,对“还原胺化”类反应均具有良好的催化效果。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章: 文献综述及研究目的
• 1.1 金属超微粒子催化剂的分类及应用
• 1.1.1 超微（纳米）粒子简介
• 1.1.2 金属超微粒子催化剂
• 1.1.3 负载型金属超微粒子催化剂
• 1.1.4 溶胶-凝胶技术
• 1.2 催化加氢概况
• 1.2.1 加氢催化剂
• 1.2.2 加氢反应的影响因素
• 1.2.3 液相加氢催化剂的发展
• 1.3 还原胺化反应
• 1.4 防老剂4020的制备与生产概况
• 1.4.1 橡胶防老剂4020
• 1.4.2 防老剂4020的合成方法
• 1.4.3 防老剂4020加氢催化剂的研究
• 1.5 除草剂二甲戊乐灵及中间体N-（3-戊基）3，4-二甲基苯胺的简介和制备
• 1.5.1 高效除草剂二甲戊乐灵
• 1.5.2 目前我国二甲戊乐灵的研发生产状况
• 1.5.3 二甲戊乐灵的合成
• 1.5.4 中间体N-（3-戊基）-3，4-二甲基苯胺的合成概述
• 1.6 芳香族硝基化合物液相催化加氢制取芳胺类化合物
• 1.7 论文研究目的
• 第二章: 镍基超微粒子催化剂的物化性能表征
• 2.1 催化剂物化性能表征方法
• 2.2.1 比表面积（BET）
• 2.2.2 粉末衍射分析（XRD）
• 2.2.3 电镜分析（TEM）
• 2.2.4 红外光谱分析（IR）
• 2.2 结果及分析
• 2.2.1 比表面积（BET）
• 2.2.2 XRD表征
• 2.2.3 表面形貌及粒度大小
• 2.2.4 催化剂的红外分析
• 2.3 小结
• 第三章: 橡胶防老剂4020的合成应用研究
• 3.1 实验原理
• 3.2 实验原料，试剂与装置
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 产品分析
• 3.2.4 实验过程
• 3.2.5 实验结果及讨论
• 第四章 N-（3-戊基）-3，4-二甲基苯胺的合成
• 4.1 试剂和仪器
• 4.2 实验原理
• 4.2.1 分步法
• 4.2.2 连续法
• 4.3 实验操作
• 4.3.1 分步法
• 4.3.2 连续法
• 4.4 产品分析
• 4.4.1 气相色谱法
• 4.4.2 色质连用
• 4.4.3 N-（3-戊基）-3，4-二甲基苯胺标样的一些图谱数据
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 最佳反应条件
• 4.5.2 实验结果
• 第五章 硝基苯、二硝基苯催化加氢合成苯胺、苯二胺
• 5.1 实验原理
• 5.2 实验原料、试剂与装置
• 5.3 实验过程
• 5.4 产物结果分析
• 5.4.1 利用薄层色谱对原料和产物进行初步分析
• 5.4.2 利用气象色谱分析
• 5.4.3 利用柱层析结合气相色谱、质谱判断
• 5.5 结果讨论
• 5.5.1 溶剂比的影响
• 5.5.2 结果分析
• 5.6 小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献