镍基纳米催化剂的制备及催化合成4-甲氧基环己酮的研究

摘要

催化加氢反应具有原子经济性的特点，符合绿色化学化工的发展要求，是目前国内外研究的热点之一。其中，利用酚类化合物加氢制备相应的醇、酮类化合物，可广泛应用于医药、农药、染料等领域。目前，酚类化合物的加氢反应均采用钯等贵金属催化剂，价格昂贵，且有时还存在原料转化率偏低、目标产物选择性偏差等问题。针对这些问题，本文首次采用廉价的镍基纳米催化剂用于4-甲氧基苯酚的加氢反应，研究了不同催化剂结构与活性和稳定性之间的关系，并对4-甲氧基环己酮合成中氧化反应的条件进行了探究。
　　首先，分别采用沉积-沉淀法和浸渍法制备了负载型镍基纳米催化剂Ni/Al2O3，并将其应用于4-甲氧基苯酚的加氢反应。考查了两种制备方法及反应条件对催化剂活性和稳定性的影响。通过 X射线衍射（XRD）、H2-程序升温还原（H2-TPR）及透射电子显微镜（TEM）等测试手段对催化剂进行了表征，发现利用沉积-沉淀法制备的Ni/Al2O3-DP催化剂中的活性粒子分散度高、粒径较小，并且活性粒子与载体之间有较强的相互作用，比浸渍法制备的Ni/Al2O3-IMP催化剂具有更好的活性和稳定性。
　　接着，为了进一步提高Ni/Al2O3-DP的催化活性和稳定性，通过添加改性金属制备了一系列Ni-X/Al2O3催化剂，并将其应用于4-甲氧基苯酚的加氢反应。系统研究了改性金属和反应溶剂的极性对催化反应活性的影响，重点探究了催化剂结构与稳定性之间的关系。结果表明 Ni-Mg/Al2O3催化剂在正己烷中连续使用27次后，其催化活性基本没有下降，显示出了优异的稳定性。
　　最后，为了提高对目标产物4-甲氧基环己酮的总选择性，以草酸和钨酸钠制备的配合物为催化剂，以双氧水为氧化剂，对上述加氢反应液进行了进一步的氧化，重点考查了氧化条件对4-甲氧基环己酮总选择性的影响。结果表明在最佳的氧化条件下，4-甲氧基环己酮的总选择性可达到95.3％，上述研究结果对于酮类化合物的绿色合成具有较好的借鉴意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1酮类化合物研究概述

1.2 酚类化合物加氢反应研究进展

1.3 本文的研究内容及意义

第2章 Ni/Al2O3-DP催化剂的制备及加氢性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 Ni-Mg/Al2O3催化剂的制备及加氢性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 4-甲氧基环己酮的绿色合成

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果