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羰基化合物的加氢还原是有机合成中一个非常重要的单元反应。基于节能及环保的要求,人们不断研究适用于羰基化合物加氢还原反应的新型催化剂,使该反应过程能耗降低及对环境更为友好。二十世纪八十年代以来,非晶态合金催化剂由于其独特的几何结构和表面电子态特征,在许多催化加氢反应中表现出优异的催化性能,已引起人们广泛的关注,特别是RuB非晶态合金催化剂已开始应用于许多不饱和有机物的加氢还原反应中。然而到目前为止,尚未有将负载型RuB非晶态合金催化剂用于常温常压下羰基化合物加氢还原反应的报道。本文在文献调研的基础上,制备了负载型RuB非晶态.合金催化剂,将其用于常温常压下多种羰基化合物的液相加氢还原反应。
考察了金属助剂的添加、制备条件、载体及活性组分Ru的负载量对RuB/SiO<,2>非晶态合金催化剂催化加氢性能的影响。实验结果表明,金属助剂Sn的加入可极大地提高RuB/SiO<,2>非晶态合金催化剂的催化加氢活性,且RuSnB/SiO<,2>非晶态合金催化剂的催化加氢活性随着Sn含量的增加先上升后下降,当催化剂中Sn的摩尔数占Ru摩尔数的20%时,其催化加氢活性最高;用R.M法可制得催化加氢活性较高的RuSnB/SiO<,2>非晶态合金催化剂,其最佳的制备条件是:将溶液的初始NaOH的浓度控制在0.01 M,在制备的过程中辅以搅拌器搅拌;以SiO<,2>或TiO<,2>为载体,当Ru的负载量为5%时,负载型RuSnB非晶态合金催化剂的催化活性及性价比最高。所制RuSnB/SiO<,2>非晶态合金催化剂可保存于空气中,在空气中存放一年,其催化加氢活性仅下降2%。
将所制RuSnB/SiO<,2>非晶态合金催化剂用于常温常压下多种羰基化合物的液相加氢还原反应,发现即使在常温常压下其对苯甲醛、肉桂醛、二苯甲酮、正辛醛、2-辛酮等多种羰基化合物的加氢反应仍具有较高的催化活性。借助于XPS表征并结合反应的结果,提出了RuSnB/SiO<,2>非晶态合金催化剂用于催化羰基化合物加氢还原反应的机理,认为金属助剂Sn的添加除了可提高活性组分Ru在催化剂表面的分散度、增加催化剂反应活性位的数目外,还可作为催化剂的吸附点吸附并极化羰基化合物,为催化反应开辟了一条新的反应途径。