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1,4-环己烷二甲酸(CHDA)是工业上一种重要的化工中间体,广泛应用于聚酯、聚酰胺、人造纤维、油漆及医药等领域,特别是用于合成树脂、纤维时,显示出极好的耐热性、耐候性及强的机械性能。以CHDA为羧酸单体生产的聚酯纤维还具有更高的透光性、柔性和抗黄变性能。因此,CHDA已成为重要的聚合物改性剂。目前见诸文献报道的CHDA制备方法主要是对苯二甲酸(TPA)及其衍生物的催化加氢。开发高活性、高选择性的催化剂实现对苯二甲酸(TPA)向CHDA的高效转化具有重要意义。 本论文综述了CHDA在聚酯、聚酰胺、人造纤维等领域的应用及CHDA的各种制备方法。 选择四种不同原料来源的活性炭为载体,探索了不同氧化预处理方法对活性炭表面化学性质的影响,找出了适宜的活性炭预处理方法和制备高活性苯环加氢催化剂的适宜载体类型。采用两步法制备了一系列钯含量为1-9%的Pd/C催化剂,并利用粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)和程序升温还原(H2-TPR)等技术手段对所得催化剂的物化性质进行了表征。 研究了Pd/C催化剂活性组分负载量、催化剂用量、反应温度、压力等因素对苯二甲酸苯环加氢合成1,4-环己烷二甲酸反应的影响。利用正交试验找出了制备CHDA的较佳反应条件为:以9%Pd/C为催化剂,活性组分用量为底物质量的0.5%,反应温度180℃,氢气压力2.7MPa,反应时间2h。这时对苯二甲酸转化率和CHDA的选择性均接近100%。该催化剂在对苯二甲酸苯环加氢过程中表现出极高的稳定性,循环使用40次,活性无明显降低。 初步研究了自制的Pd/C催化剂在均苯四甲酸二酐苯环加氢反应中的应用,发现均苯四甲酸的苯环较难实现加氢。在较高温度(200℃)和压力(8MPa)下,可以实现均苯四甲酸分子中苯环的加氢,但产物较复杂。