合成邻苯基苯酚的铜基催化剂催化性能的研究

摘要

邻苯基苯酚(OPP)是一种重要的精细化工产品，在热稳定剂、医药、印染助剂和杀菌防腐剂等领域均有着广泛的应用。在工业领域，环己烯基环己酮(CHCH)制备邻苯基苯酚均采用贵金属为活性组分，因此邻苯基苯酚制备的成本较高，以非贵重金属为替代组分有重要的意义。本文以非贵金属为活性成分，目标在于提高非贵金属催化剂的活性和稳定性。
　　本文首先改变Cu/Ni比，采用共沉淀法制备Cu/Ni/Mg/Al类水滑石催化剂前体，焙烧还原后得到一系列催化剂。从SEM的图像中可以得出，少量Ni的引入会形成规整的水滑石结构且OPP选择性会提高，Cu∶Ni∶Mg∶Al摩尔比为2∶0.5∶3.5∶2时选择性可达最高的72.47％。继续引入Ni，催化剂稳定性则会提高，Cu∶Ni∶Mg∶Al摩尔比为1.5∶1∶3.5∶2时，反应6小时后稳定性最佳，OPP选择性达到了59.37％。
　　改变Al/Zr比，采用共沉淀法制备Cu/Mg/Al/Zr催化剂前体，焙烧还原后得到目标催化剂。实验表明，Zr的引入可以改变Cu纳米粒子的粒径，适量Zr的引入会减小Cu纳米粒子粒径，提高Cu的表面分散性，其催化性能也更好。同时当Cu∶Mg∶Al∶Zr的摩尔比为2.5∶3.5∶1.5∶0.5时，催化剂的强酸性位所占比例也最高，其OPP选择性达到最高的85.85％，但稳定性却没有明显的改善。反应后的Cu纳米粒子会发生团聚，因此减缓制纳米粒子的团聚是接下来研究的重点。
　　以碳纳米管为载体，用浸渍法分别在管内和管外负载活性金属盐溶液，还原后即可得到相应催化剂。管外负载的催化剂初始活性较高，最高能达到51.89％，但稳定性差。而管内负载催化剂初始活性差，但稳定性好，6小时以内可以稳定在35％-50％的范围内。但该方法和共沉淀法相比，其催化剂活性相差较大。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 邻苯基苯酚简介

1．2 邻苯基苯酚的生产工艺

1．2．1 分离残渣法

1．2．2 化学合成法

1．2．3 环己酮二聚物脱氢催化制OPP研究概况

1．3 水滑石材料的特点及应用

1．3．1 水滑石材料结构组成

1．3．2 水滑石材料的特性

1．3．3 水滑石材料在催化方面的应用

1．4 碳纳米管(CNTs)的特点及应用

1．4．1 碳纳米管的结构组成

1．4．2 碳纳米管在催化方面的应用

1．5 碳纳米管负载型催化剂制备

1．5．1 浸渍法

1．5．2 共沉淀法

1．5．3 液相还原法

1．5．4 气相沉积法

1．6 本论文的研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验试剂与设备

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验设备与仪器

2．2 催化剂的制备

2．2．1 Cu／Mg／Al类水滑石的制备

2．2．2 Cu／Mg／Al催化剂的制备

2．3 催化剂催化性能评估

2．4 产物的分析

2．5 催化剂的表征

2．5．1 X射线衍射(XRD)

2．5．2 场发射扫描电镜(SEM)

2．5．3 热重(TG-DTG)

2．5．4 傅立叶红外光谱(FT-IR)

2．5．5 透射电子显微镜(TEM)

2．5．6 高倍透射电子显微镜(HRTEM)

2．5．7 化学吸附仪

2．5．8 物理吸附仪

第三章 Ni取代Cu对Cu／Mg／Al催化剂催化性能的影响

3．1 催化剂的制备

3．2 类水滑石催化剂前体表征

3．2．1 XRD

3．2．2 FT-IR

3．2．3 SEM

3．3 类水滑石催化剂焙烧后表征

3．3．1 XRD

3．3．2 FT-IR

3．4 Cu／Ni／Mg／Al催化剂的催化性能

3．5 本章小结

第四章 Zr引入对Cu／Mg／Al催化剂催化性能的影响

4．1 不同Zr含量催化剂的制备

4．2 催化剂前体的表征

4．3 催化剂焙烧还原后的表征

4．4 催化剂的表现

4．5 本章小结

第五章 多壁碳纳米管为载体负载Cu的催化研究

5．1 碳纳米管负载型催化剂的制备

5．1．1 碳纳米管预处理

5．1．2 碳纳米管外部负载

5．1．3 碳纳米管内部负载

5．2 内部和外部负载的催化活性

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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