非晶态NiMoAl催化葡萄糖和3-羟基丙醛加氢的研究

论文摘要

非晶态合金催化剂由于其长程无序而短程有序的独特非晶态结构，使其具有优良的催化活性、选择性和催化效率等特点，越来越引起人们的重视。本文通过淬冷法制备了非晶态NiMoAl合金催化剂，采用SEM和XRD手段对非晶态合金催化剂的表面结构和组成进行了表征。并将其用于葡萄糖制备山梨醇和3-羟基丙醛制备1，3-丙二醇两个液相催化加氢反应，考察了催化剂的催化性能。将非晶态NiMoAl合金催化剂用于葡萄糖和3-羟基丙醛的加氢反应还未见文献报道。在葡萄糖液相催化加氢制备山梨醇反应中，以非晶态NiMoAl做催化剂，考察了反应温度、反应压力、催化剂用量、底物浓度、反应时间等反应参数对反应的影响。同时与几种传统钼改性Raney Ni催化剂做了活性比较。研究结果表明，采用质量分数为50％的葡萄糖水溶液，非晶态NiMoAl为催化剂加入量为葡萄糖质量的2.4wt％，在温度135℃，压力4.0MPa下，原料葡萄糖100％转化，山梨醇选择性大于99％，催化剂连续套用5次，活性保持不变。以非晶态NiMoAl做催化剂，在3-羟基丙醛（HPA）液相催化加氢制备1，3-丙二醇（PDO）的反应中，考察了反应温度、反应压力、底物浓度、催化剂用量、反应时间等反应参数对反应的影响。同时与几种传统钼改性Raney Ni催化剂做了活性比较。研究结果表明，采用质量分数为10％HPA水溶液，非晶态NiMoAl催化剂加入量为3-HPA质量的3.3wt％，氢气总压为5.0 MPa时，反应分为两段进行，第一段温度为45℃，反应30 min，转化85％以上的HPA，PDO选择性达到99％以上，温度升高到100℃，5.0MPa，反应10min，HPA转化率达到100％，PDO选择性达到99％以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 非晶态合金的研究概况
• 1.2 非晶态合金的结构特点
• 1.3 非晶态合金催化剂的制备
• 1.3.1 液相淬冷法
• 1.3.2 化学还原法
• 1.4 葡萄糖催化加氢的研究
• 1.4.1 骨架型非晶态合金
• 1.4.2 负载型非晶态合金催化剂
• 1.5 3-羟基丙醛催化加氢的的研究
• 1.5.1 骨架型镍基催化剂
• 1.5.2 负载型镍基催化剂
• 1.5.3 贵金属Pt、Ru负载型催化剂
• 1.5.4 加氢工艺的改进
• 2 实验部分
• 2.1 主要仪器和试剂
• 2.2 催化剂的制备及表征
• 2.2.1 催化剂合金的制备
• 2.2.2 催化剂合金的活化
• 2.2.3 催化剂的表征
• 2.3 催化加氢反应
• 2.4 产品分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 葡萄糖催化加氢制备山梨醇的研究
• 3.1.1 吸氢曲线
• 3.1.2 温度的影响
• 3.1.3 压力的影响
• 3.1.4 催化剂用量的影响
• 3.1.5 底物浓度的影响
• 3.1.6 不同催化剂的比较
• 3.1.7 催化剂的稳定性
• 3.1.8 产品分析
• 3.2 3-羟基丙醛加氢制备1，3-丙二醇的研究
• 3.2.1 温度的影响
• 3.2.2 压力的影响
• 3.2.3 底物浓度的影响
• 3.2.4 催化剂用量
• 3.2.5 转化率随时间的变化
• 3.2.6 不同种类催化剂的活性比较
• 结论
• 参考文献
• 附录A 液相和气相色谱图
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢