非晶态合金NiB催化α,β-不饱和醛酮选择加氢动力学研究

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作者以肉桂醛和2-亚丁基环戊酮、β-紫罗兰酮为代表重点研究了非晶态NiB催化α,β-不饱和醛酮常压下选择加氢的反应动力学。常压下该反应是准一级反应。还考察了反应条件对常压加氢反应动力学的影响。反应条件对反应的影响主要体现在反应速率和产物分布两方面。研究结果表明,在20-60℃范围内,随温度升高,反应速率常数k也随之增大,但是,反应温度继续升高时,反应速率常数开始下降甚至导致加氢反应中止。温度对产物分布影响不大。溶剂效应对肉桂醛选择加氢的反应速率和加氢产物分布都有影响,在反应初期都只对C=C双键有选择性,随着反应的进行开始有饱和醇生成,在甲苯中反应速率常数受温度影响变化不大,对C=C双键的选择性最好;在无水乙醇中反应速率常数在60℃时最大,对C=C双键的选择性也较好;在环己烷中,40℃时反应速率最快,对C=C双键的选择性同等条件下低于甲苯和无水乙醇。催化剂用量与反应速度成正比。底物浓度平方与反应速率常数成反比。本文还以β-紫罗兰酮为底物比较了常压下非晶态合金NiB催化剂与贵金属Pd/C(5%)和Ru/Al2O3(5%)催化性能,发现在常压下非晶态合金NiB的催化活性适中,选择性好,在β-紫罗兰酮完全消失时,对β-二氢紫罗兰酮的选择性达到98%以上。本文根据阿伦尼乌斯公式计算了反应表观活化能。并根据动力学数据对反应机理进行了简单的推导。
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