由苯胺和1，6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷

摘要

1-苯基氮杂环庚烷是一种非常重要的有机原料，在药物化学、材料化学和有机合成等方面应用广泛。1.苯基氮杂环庚烷的合成方法很多，但考虑环境、成本等因素我们选择以苯胺和1，6-己二醇为原料气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷。本文对合成1-苯基氮杂环庚烷的催化剂进行研究，并通过BET、XRD、NH3-TPD、及TG等表征手段进行深入探讨，得到以下实验结果：
　　 1、通过正交实验对不同活性组分(CuO、Ag2O、FeOx、，CoO、NiO、VOx)及不同载体(SiO2、SiO2-Al2O3、Al2O3)进行筛选，发现SiO2-Al2O3及SiO2-Al2O3担载的CoO催化剂活性和选择性较高。
　　 2、当反应温度为290℃、还原气中H2含量为60 mL/min时，1-苯基氮杂环庚烷的收率最高。
　　 3、对于CoO/SiO2-Al2O3催化剂，当CoO的担载量为0.3 mmol/g-(SiO2-Al2O3)、催化剂前体采用程序升温方法3 h由室温升至700℃、然后在此温度下焙烧4 h，反应前于H2含量为30 mL/min的H2(50％)-N2(50％)混合气中原位还原0.5 h，催化剂活性最高，其目标产物收率可达83％。通过XRD表征得出，当钴粒子具有一定结晶度时不利于产物生成；通过BET数据知道，比表面积过小同样不利于目标产物生成；由TPD结果可知，钴催化剂酸量过少和酸性过强都不利于产物生成。
　　 4、对CoO/SiO2-Al2O3进行寿命实验，发现其寿命可达40 h。由XRD和TG表征可知，催化剂失活的主要因为是钴粒子的烧结和催化剂表面的积碳。反应中通入H2可以提高1-苯基氮杂环庚烷的选择性并有效抑制积碳的生成。
　　 5、SiO2-Al2O3催化剂800℃焙烧活性最好，1.苯基氮杂环庚烷的收率为79％。该催化剂寿命长达100h以上。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章 文献综述

1.1 1-苯基氮杂环庚烷的制备方法

1.1.1 1-苯基氮杂环庚烷的液相制备方法

1.1.2 1-苯基氮杂环庚烷的气相制备方法

1.2 选题依据和论文设想

第二章 实验部分

2.1 主要载体及试剂

2.2 催化剂制备

2.2.1 载体的处理

2.2.2 催化剂的制备

2.3 催化反应

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 程序升温脱附(NH3-TPD)

2.5.2 X射线衍射(XRD)

2.5.3 比表面积(BET)

2.5.4 热重(TG)

2.5.5 气质联用

第三章 催化剂的筛选及反应条件的优化

3.1 不同活性组分的初步筛选

3.1.1 正交表格设计

3.1.2 数据分析

3.2 反应条件优化

3.2.1 反应温度的影响

第四章 CoO担载量及CoO/SiO2-Al2O3催化剂制备条件的研究

4.1 钴担载量的影响

4.2 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

4.3.2 还原时间的影响

第五章 CoO/SiO2-Al2O3催化剂失活的探究

5.1 CoO/SiO2-Al2O3催化剂的稳定性

5.2 催化剂失活的原因

5.3 抑制催化剂失活的方法

5.3.1 反应中通入H2

5.3.2 反应中通入水蒸气

第六章 SiO2-Al2O3催化性能的研究

6.1 焙烧温度对SiO2-Al2O3的活性和选择性影响

6.2 SiO2-Al2O3催化剂的稳定性

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢