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肉桂醇是重要的精细化工中间体,广泛用作香精、医药合成和杀虫剂的原料。传统的肉桂醛制肉桂醇的均相化学还原法存在成本高、产物分离困难和污染环境等弊端,采用多相催化可解决上述问题。在碳碳双键与碳氧双键共存的分子中,仅对碳氧双键进行选择加氢是多相催化中的一项挑战。本工作是国家自然科学基金课题“α,β-不饱和醛选择加氢为不饱和醇多相催化剂的研究”(编号:20266001)的重要组成部分,选择的是非贵金属钴催化剂体系,该研究对于发展选择性催化加氢和充分利用广西丰富的桂油资源具有重要的理论和现实意义。 本文采用浸渍法制备了镧和铁改性的钴催化剂Co-La/Al2O3和Co-Fe/Al2O3,考察了其催化活性和选择性,优化了催化剂制备与加氢反应的工艺条件,并采用X光电子能谱(XPS)、程序升温还原(TPR)、X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG-DTA)等表征方法考察了助剂对催化剂的影响,关联催化剂结构特点与其催化活性和选择性数据,揭示结构变化对催化性能影响的规律。 经过对催化剂的筛选,发现经镧、铁修饰后的Co-La/Al2O3和 广西大学硕士学位论文肉桂醛选择加氢为肉桂醇的C。一La/A1203和Co一Fe/A1之03催化剂研究Co一Fe/A12O3催化剂在2.oMpa,353K,催化剂用量为0.2g/ml(CMA)的条件下,反应1小时,肉桂醛的转化率分别为17.78%和14.78%,肉桂醇的选择性分别为89.18%和94.37%,经斓、铁改性后的催化剂在保持高选择性的前提下,其催化活性分别比改性前提高了40.78%和17.02%。催化剂制备研究表明,助剂添加量为n助剂/n,厂0.08(摩尔比),焙烧温度为823K时,催化剂的活性最好。进一步研究揭示,斓、铁的引入促进了钻催化剂的还原,提高了钻催化剂的分散度,Co一L留A1203催化剂中XPS的I (CoZp)/I(Al2p)值由修饰前的2.23增加到2.76,Co一Fe/A12o3催化剂中XPs的I(CoZp)/I(Al2p)值由修饰前的2.23增加到3.82,并且钻在催化剂表面产生富集,Co一La/A12O:催化剂表层Co含量由修饰前的1 .7%增加到2.8%,Co一Fe/A12O3催化剂表层Co含量由修饰前的1 .7%增加到5.1%,从而改善了催化剂的催化性能。 催化反应表明,肉桂醛在Co一L留A1203催化剂上,2.OMPa,353K下加氢时,催化剂用量以0.249/ml(CMA)至0.289/ml(CMA)之间为宜,反应3小时,肉桂醛的转化率为59.83%,肉桂醇的选择性为92.01%;反应5小时,肉桂醛的转化率为65.26%,肉桂醇的选择性为93.25%。肉桂醛在Co一Fe/A1203催化剂上,2.OMPa,353K下加氢时,催化剂用量以o.Zog/ml(eMA)至0.289/ml(CMA)之间为宜,反应3‘J‘时,肉桂醛的转化率为30.47%,肉桂醇的选择性为97.34%;反应5,】、时,肉桂醛的转化率为60.51%,肉桂醇的选择性为%.26%,说明Co一Fe/A12O3催化剂 广西大学硕士学位论文肉桂醛选择加氢为肉桂醇的C。一La/A12O3和Co--Fe/AI刃3催化剂研究加氢过程存在诱导效应,反应起始时活性不高,但逐渐增加,且选择性变化不大,而CO一L留A1203催化剂不存在诱导效应,在反应前期(3小时)转化率增长较快,随着反应时间的延长,肉桂醛的转化率增长幅度降低,选择性变化不大。