1,4-丁炔二醇选择性加氢催化剂的构建

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XUCHUNLIAN
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1,4-丁烯二醇(BED)作为精细化工的重要原料,其绿色合成得到了广泛关注。在所有合成BED的方法中,1,4-丁炔二醇(BYD)的选择性加氢是一种最简单的方法,工业上广泛应用林德拉催化剂作为BYD半加氢选择性生成BED的催化剂,然而高选择性的实现依赖于重金属Pb和喹啉等添加碱,他们的毒性限制了该催化剂在精细化学合成中的应用。因此,无碱条件下BYD高效选择性加氢生成BED仍是一个具有挑战性的课题。本论文通过在惰性二氧化硅载体的表面引入氮物种来调变活性组分的几何和电子性质,从而调变其BYD的加氢选择性,取得了一些有意义的结论:1.采用胺醛缩合的方法直接将-Schiff官能团修饰到SiO2载体表面,硼氢化钠液相还原法制备了Pd/SiO2-Schiff催化剂,该催化剂在BYD选择性加氢生成BED反应中,即使不向反应体系中加入碱性添加剂,仍表现出优异的催化性能。以Pd1.0/SiO2-Schiff作为催化剂,水作为溶剂,在氢气压力2 MPa,50 oC条件下反应4 h,BYD的转化率达到了95.2%,同时BED的选择性>99%。经过六次循环反应,催化剂仍能保持良好的活性(97.3%)和选择性(96.4%),具有较高的稳定性。对催化剂进行FT-IR、XRD、XPS等表征结果表明:载体表面席夫碱官能团的存在,提高了活性组分Pd的分散性,提供了反应的碱性环境,N物种还改变了Pd纳米粒子的电子性质,提高了BED的选择性和稳定性。2.采用溶胶-凝胶法将-NH2官能团修饰到SiO2载体表面,硼氢化钠液相还原法制备了Pd/SiO2-NH2催化剂,无碱条件下催化BYD选择性加氢反应,同样表现出良好的催化性能。反应温度50 oC,氢气压力为1 MPa的条件下,以Pd1.0/SiO2-NH2为催化剂,反应4 h,BYD的转化率为88.6%,半加氢产物BED的选择性>99%。催化剂循环使用六次,BYD的转化率仍保持在88.3%,BED的选择性仍高达97.4%。FT-IR、XRD、XPS表征结果表明:Pd纳米粒子在载体表面高度分散,氨基修饰的载体与纳米粒子之间存在强相互作用,提高了催化剂的稳定性。
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