NiO/SiO2-Al52O3及NiO-CoO/SiO2-Al2O3催化剂上苯胺和1,6-已二醇气相化催化合成1-苯基氮杂环庚烷的研究

摘要

1-苯基氮杂环庚烷在材料化学、药物化学以及有机合成中有广泛的应用。由苯胺和1,6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷的方法绿色环保,具有较高的研究价值。本文对用于该反应的硅铝担载的氧化镍催化剂及钴镍双金属氧化物催化剂进行了研究,通过常压气固相反应以及H2程序升温还原、NH3程序升温脱附、X射线粉末衍射、N2物理吸附脱附和热重等表征手段对催化剂性能和结构进行了研究。主要得到以下结果:
　　 1以等体积浸渍法制备的NiO／SiO2-Al2O3催化剂,当NiO担载量为0.1 mmol／g,催化剂前体采用程序升温方式由室温3 h升温至800℃并在此温度下焙烧4 h,375℃于氢气含量为30 ml／min的还原气中原位还原1 h,1-苯基氮杂环庚烷的收率较高,可以达到82％。
　　 2以等体积共浸渍法将氧化钴和氧化镍担载于SiO2-Al2O3载体上,当氧化镍担载量为0.075 mmol／g、氧化钴担载量为0.025 mmol／g,催化剂前体采用程序升温方式由室温3 h升至800℃焙烧并恒温4 h,催化剂具有很高的活性和选择性,1-苯基氮杂环庚烷的收率为83％。
　　 3由NH3程序升温脱附和N2物理吸附脱附结果可知,NiO／SiO2-Al2O3催化剂及硅铝担载的钴镍双金属氧化物催化剂,当其具有较少的弱酸和大的平均孔径有利于1-苯基氮杂环庚烷的气相催化合成。
　　 4对于苯胺和1,6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷的反应,硅铝担载的氧化镍及氧化镍-氧化钴双金属氧化物催化剂失活的主要因为是反应过程中催化剂表面有积碳生成。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章 文献综述

1.1 含氮杂环化合物的制备

1.2 1-苯基氮杂环庚烷的制备

1.2.1 1-苯基氮杂环庚烷的液相制各方法

1.2.2 1-苯基氮杂环庚烷的气相制备方法

1.3 选题依据与论文设想

第二章 实验部分

2.1 载体与试剂

2.2 催化剂的制备

2.2.1 NiO/SiO2-Al2O3催化剂的制备

2.2.2 CoO-NiO/SiO2-Al2O3催化剂的制备

2.3 催化反应及反应方程式

2.4 产物的分析条件及计算方法

2.4.1 产物的分析条件

2.4.2 活性和选择性的计算

2.5 催化剂表征

2.5.1 气质联机(GC/MS)

2.5.2 X射线衍射(XRD)

2.5.3 NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)

2.5.4 H2-程序升温还原(H2-TPR)

2.5.5 比表面积(BET)

2.5.6 热重(TG)

第三章 NiO/SiO2-Al2O3上1-苯基氮杂环庚烷的气相催化合成

3.1 NiO担载量的影响

3.2 NiO/SiO2-Al2O3催化剂焙烧条件的影响

3.2.1 焙烧方法的影响

3.2.2 焙烧温度的影响

3.3 还原条件的影响

3.3.1 还原温度的影响

3.3.2 还原气比例的影响

3.3.3 还原时间的影响

3.4 催化剂的失活

3.5 本章小结

第四章 NiO-CoO/SiO2-Al2O3催化剂上1-苯基氮杂环庚烷的气相催化合成

4.1 双金属担载量的影响

4.2 NiO-CoO/SiO2-Al2O3催化剂焙烧条件的影响

4.2.1 焙烧方法的影响

4.2.2 焙烧温度的影响

4.3 还原条件的影响

4.3.1 还原温度的影响

4.3.2 还原气比例的影响

4.3.3 还原时间的影响

4.4 催化剂失活

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢