非贵金属负载型纳米催化剂在松香歧化反应中的应用研究

摘要

歧化松香是松香改性的重要产品之一,有着广泛的用途.Pd/C催化剂是目前工业生产歧化松香的最佳催化剂.但贵金属Pd在地壳中含量少,价格贵,而我国钯主要依靠进口,且云南省具有丰富的松林资源,因此,研究开发一种可以替代Pd的非贵金属催化剂对促进云南林产化工的发展具有积极的作用.本论文将先进的纳米技术用于催化剂的制备中,开发出了具有较高催化活性的用于松香歧化反应的非贵金属纳米催化剂,并对松香歧化工艺、歧化机理、催化剂结构性能表征等进行了系统研究,具体工作分四部分进行:1)催化剂制备及催化性能考察.对催化剂的类型、制备方法和制备条件进行了考察,发现用溶胶-凝胶—沉淀法制备的N/L-T具有较高的催化活性.其制备条件为:N负载量为m,L含量为l,在T3℃焙烧t h,并在T1℃还原t h.2)歧化松香的制备及结果讨论.对歧化松香的制备工艺进行了考察,并用正交实验得出:歧化松香的最佳制备工艺为:反应温度270℃,反应时间1h,催化剂用量为2.5﹪.3)采用TEM、SEM和XRD等分析手段对催化剂物性进行了表征.结果表明:催化剂颗粒越细,其催化活性越高.N/L-T中的N是活性组分,N分布在载体L-T上,L的加入细化了N/L-T催化剂的粒径,并测得N/L-T催化剂的粒径为20nm.4)对松香歧化机理进行了初步研究,得出松香歧化反应为一级反应,活化能E<,a>=4.993kJ/mol.

目录

文摘

英文文摘

前言

昆明理工大学学位论文原创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章 研究背景

1.1松香概况

1.2松香的化学反应

1.2.1异构反应

1.2.2加成反应

1.2.3氢化反应

1.2.4歧化反应

1.2.5聚合反应

1.2.6氨解反应

1.2.7酯化反应

1.2.8还原反应

1.2.9成盐反应

1.2.10氧化反应

1.3歧化松香的研究进展

1.3.1歧化松香的用途

1.3.2歧化松香的制备

1.3.3松香歧化用催化剂的研究进展

1.4纳米材料在催化领域的应用

1.4.1纳米催化剂的结构及特性

1.4.2合成用催化剂

1.4.3纳米材料的化学制备

1.4.4纳米材料的物理制备

1.5溶胶-凝胶法

1.5.1 sol-gel过程

1.5.2 sol-gel法制备纳米催化剂过程中的影响因素[47～51]

1.6本论文研究的目的和意义

1.6.1本论文的目的

1.6.2本论文的意义

1.7本论文研究的主要内容

第二章 实验部分

2.1制备催化剂的设备及方法

2.1.1主要实验仪器及设备

2.1.2催化剂制备方法及步骤

2.2松香歧化反应的试剂、设备及方法

2.2.1松香歧化反应的设备及实验装置

2.2.2松香歧化反应方法的确定

2.2.3试验装置及试验步骤

2.3产品的分析方法

2.3.1试剂

2.3.2设备

2.3.3松香的酸值分析方法

2.3.4松香中去氢枞酸的分析

2.4歧化松香标准

第三章 催化剂催化性能的考察

3.1载体的考察

3.2催化剂活性组分的考察

3.2.1 C-X-G系列

3.2.2 C-N系列

3.2.3 N-G系列

3.2.4 N系列

3.3催化剂制备条件考察

3.3.1溶剂的选择

3.3.2溶剂用量的影响

3.3.3干燥温度的考察

3.3.4焙烧温度的考察

3.3.5氧化态与还原态的比较

3.4催化剂制备方法考察

第四章 松香歧化反应研究

4.1原料松香的选择

4.2空白实验

4.3反应温度的考察

4.4反应时间的考察

4.5催化剂用量考察

4.6最佳反应条件的确定

4.7重现实验

4.8助催化剂的初步考察

第五章 催化剂物性测试及结果讨论

5.1催化剂粒径测试(TEM)

5.2催化剂形貌测试(SEM)

5.3催化剂活性组分与存在形式测试(XRD)

5.3.1不同制备方法制备的mN/IL-T催化剂的衍射分析

5.3.2不同N负载量的N/1L-T型催化剂的衍射分析

5.3.3 mN/IL-T催化剂氧化态和还原态的衍射分析

第六章 松香歧化反应机理初步研究

6.1一般的歧化反应机理

6.1.1松香歧化反应

6.1.2歧化反应机理

6.2松香歧化反应动力学初步研究

6.2.1内、外扩散的影响研究

6.2.2动力学模型的建立

6.2.3活化能的确定

第七章 结论

参考文献

致谢

附录