己内酰胺是一种极其重要的有机化工中间体,也是合成尼龙-6纤维、尼龙-6工程塑料和薄膜的主要原料。己内酰胺的工业生产路线主要包括环己酮-羟胺路线、甲苯亚硝化路线、环己烷光亚硝化路线三大类。而传统工艺生产路线主要以环己酮-羟胺路线应用最普遍,利用该路线生产己内酰胺的产能约占总产能的95%以上。环己酮-羟胺路线是以苯或苯酚为起始反应物合成环己酮,随后其与羟胺通过肟化反应得到环己酮肟,然后其在烟酸体系中通过Beckmann重排反应制得己内酰胺。然而,以苯为原料合成环己酮的该路线需要通过环己烷氧化合成KA油这项单程收率极低的步骤,并且环己酮-羟胺路线存在反应路线冗长、环境压力大、原子利用率低、设备腐蚀严重以及副产大量的硫酸铵等副产品。近年来,国内外研究人员一直在寻求一种节能减排,不副产大量硫酸铵,绿色生产己内酰胺的新工艺。己二胺也是一种重要的化工原料,主要用于合成尼龙-66和尼龙-610,在尼龙树脂、聚氨酯、塑料、涂料、粘合剂、漂白剂、橡胶助剂等方面有广泛的应用。丁二烯/己二腈法生产己内酰胺路线具有原料来源丰富、工艺路线短、能耗物耗低、环境压力小且无副产硫酸铵、原子利用率高且副产物可回收等优点,可成为绿色生产己内酰胺的主要选择之一,而其中己二腈加氢合成6-氨基己腈是该路线的关键步骤,同时其还可联产己二胺。本文主要是设计与制备具有多金属协同催化效应的新型催化材料,应用于己二腈高选择性制备6-氨基己腈和己二胺,有望提升丁二烯/己二腈法合成己内酰胺及己二胺生产技术,具有重要的理论价值和很好的应用前景。首先,本工作研究了海泡石负载镍基多金属催化剂催化己二腈液相加氢过程。采用共浸渍法制备了以两种不同的金属助剂钾和镧对活性组分镍进行单一修饰以及共修饰的负载型镍基海泡石多金属催化剂。结合分析表征结果,表明助剂钾和镧的引入,均能够有效地抑制活性组分镍在还原过程中的烧结,从而能够有效地促进金属镍颗粒在载体海泡石表面的分散。并且金属镧的引入,有效地降低了氧化镍的还原活化能,形成更多的活性金属镍。同时金属钾的引入,能够有效地在催化剂表面形成碱性位点,从而能够有效地抑制环己亚胺和双己撑三胺等席夫碱类副产物生成,进而调控产物的选择性。催化性能结果表明,金属钾和镧共修饰的镍基海泡石多金属催化剂的效果最优,当反应温度为393K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,溶剂为乙醇,己二腈的转化率为92.5%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.3%。本工作考察了以不同无机酸改性后的海泡石作为催化剂载体,利用共浸渍法制备了以不同无机酸改性的海泡石负载型钾、镍双金属催化剂,并应用于己二腈液相加氢催化性能的考察。结合分析表征,表明相比较于盐酸、硫酸改性的海泡石载体,硝酸改性的海泡石载体表面会形成大量的Si-OH基团,Si-OH基团可以通过共价作用于活性组分镍的金属离子,而硫酸改性的海泡石载体表面的Si-OH基团会发生脱水缩合形成Si-O-Si基团,不利于Ni2+的吸附。Si-OH基团的形成,有利于在载体表面形成更多的金属镍,且可以有效地降低镍颗粒尺寸,促进其分散,而Si-O-Si基团的形成则出现相反的趋势。且通过无机酸改性的海泡石载体,均能够在海泡石表面形成弱、强酸性基团,而硫酸改性会形成更多的中、强酸性基团,这将更加有利于副产物的生成。催化性能结果表明,使用硝酸改性海泡石负载金属钾修饰的镍基催化剂,乙醇为溶剂,不添加任何碱性溶液,在反应温度为373K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,己二腈的转化率为92.0%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为95.2%。本工作考察了以浓硝酸处理的木质炭为载体的负载型镍基多金属催化剂催化己二腈液相加氢过程。采用共浸渍法制备了以两种不同的金属助剂钾和铁对活性组分镍进行单一修饰以及共修饰的负载型镍基多金属催化剂,并通过调控助剂对活性组分的修饰量,进而考察助剂与活性组分镍之间的协同作用对催化性能的影响。结合分析表征结果,表明活性组分镍的负载会在载体表面形成弱、中、强酸性位点,并且随着铁助剂的引入,酸量有增强的趋势,而钾的引入将有效抑制催化剂表面的酸性位点。同时,铁助剂的引入能够与金属镍形成Fe-Ni合金,这将有利于活性组分镍的还原,促进表面金属镍的形成以及镍纳米颗粒的分散。而随着钾助剂的引入,将有利于抑制镍纳米颗粒的烧结,促进其分散,然而过量钾助剂的引入将抑制活性组分镍的还原,不利于表面金属镍的形成。催化性能结果表明,硝酸改性木质炭负载金属钾、铁共修饰的镍基催化剂的效果最优,当反应温度为348K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,乙醇为溶剂,不添加任何碱性溶液,己二腈的转化率为91.3%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.8%。本工作考察了以多壁碳纳米管为载体,制备金属助剂镁、铜单一修饰以及共修饰镍基多金属催化剂,应用于己二腈液相加氢催化性能的考察,并且对催化剂的催化剂用量、还原温度、循环利用率以及工艺条件进行了考察及优化。研究结果表明活性组分镍的负载以及助剂铜的引入均能够在催化剂表面形成酸性位点,而碱土金属镁的引入,将可以有效地中和这些酸性位点,增加催化剂表面的碱性位点。并且碱土金属镁的引入,将与氧化镍形成MgO-NiO共溶体(因二者之间拥有相似的晶格结构),而MgO-NiO共溶体的形成将抑制NiO的还原,导致载体表面的NiO+减少,金属镍的比表面降低以及NiO的还原活化能升高,反之,助剂金属铜的引入可以促使Cu-Ni合金的形成,且由于金属之间的协同作用将有效地降低NiO的还原活化能,增加催化剂表面的金属镍含量,提高金属镍的比表面积以及促进镍纳米颗粒均匀分散。结合对催化剂工艺条件考察结果发现,低温低压及缩短反应时间将有利于6-氨基己腈的生成,而高温高压及延长反应时间将有利于己二胺及副产物的生成。另外对催化剂进行循环实验时发现,该催化剂在循环4次时均能保持较佳的催化性能,再次循环活性降低是由于活性组分镍颗粒聚集且变得无定型以及其他可能的原因。催化性能结果表明,多壁碳纳米管负载金属镁、铜共修饰的镍基催化剂的效果最优,当还原温度为623K,反应温度为328K,氢气压力为2MPa,反应时间为6h,乙醇为溶剂,己二腈的转化率为96.3%,6-氨基己腈和己二胺的总选择性为91.2%。本工作制备了一系列氨基化,羧基化,羟基化以及掺氮的功能化碳纳米管,并以功能化碳纳米管为载体,通过初湿浸渍法制备一系列负载型镍基催化剂应用于己二腈液相加氢性能的考察。研究结果表明,碳管表面的功能团如NH2-、COOH-以及OH-能够通过静电吸引和化学共价作用于金属离子,从而为镍纳米颗粒的形成提供成核位点,进而可以有效地促进镍纳米颗粒的分散,提高金属镍的含量。而氮的引入可以通过氮与镍活性组分之间的强相互作用而作为活性位点去沉积镍纳米颗粒,从而可以有效地促进超细镍纳米颗粒的形成,促进镍纳米颗粒的分散,降低NiO前驱体的还原活化能以及形成更多的Nj0+。同时,氮的引入可以有效地增加载体表面的碱性位点,从而可以有效地促进伯胺6-氨基己腈和己二胺的生成。进一步地研究表明,碱性离子液体氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]OH)的添加可以通过固化氨基腈中间体上的-NH2基团来抑制伯胺亲核加成到醛亚胺上的碳原子,从而可以有效地抑制副产物的生成。另外,通过DFT计算分析了[Bmim]OH体系下的己二腈加氢过程机理。催化性能结果表明,在优化的反应条件下,己二腈的转化率为90.2%时,6-氨基己腈的单一选择性为81.8%,而当己二腈的转化率为100%时,己二胺的单一选择性为90.4%,且当己二腈的转化率为95.3%时,6-氨基己腈和己二胺的总选择性达到97.8%。