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随着环保意识增强,对健康愈加关注,绿色化学越来越受到人们重视。催化加氢工艺一般生成产物和水,具有很好的原子经济性,是实现绿色化学的一个很好的手段。1,2-环己烷二甲酸二丁酯(CDADE)是一种绿色环保的增塑剂,可替代邻苯二甲酸酯类增塑剂。1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD)可作为聚合物的改性材料,可用于涂料领域,是生产1,4-环己烷二甲醇的中间单体。本文研究Ru/Al2O3催化剂制备及其催化加氢合成环己基二甲酸酯。 本文通过浸渍沉淀法制备了一系列Ru/Al2O3催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、程序升温还原(TPR)及透射电子显微镜(TEM)等表征分析催化剂样品,研究了活性组分Ru含量、氢气还原温度对催化剂加氢性能的影响,结果证明,Ru负载量为3%,氢气还原温度为200℃,载体氧化铝上活性组分Ru有较好的分散性,颗粒大小在5-50 nm分布,催化剂具有较好的催化性能。 以Ru/Al2O3为催化剂,考察邻苯二甲酸二丁酯(DBP)催化加氢合成CDADE,确定了最佳反应条件:DBP/催化剂=25,乙醇为溶剂,DBP/乙醇=2,反应温度:80℃,反应压力:2.0-2.5 MPa,搅拌转速:800 r/min,得到DBP转化率和CDADE选择性分别达到99.972%和99.904%,在此反应条件下对Ru/Al2O3催化剂进行稳定性测试,催化剂具有较好的稳定性,连续套用9次后对DBP催化加氢反应仍具有较高活性。将Ru/Al2O3催化剂和DBP催化加氢优化的得到的工艺参数用于其他邻苯二甲酸酯进行催化加氢反应,实验结果显示均可以得到较高的转化率和选择性。 将Ru/Al2O3催化剂应用于对苯二甲酸二甲酯(DMT)的催化加氢反应,确定了最佳反应条件:DMT:5g,甲醇:60ml,反应温度:95℃,反应压力:4.5MPa,搅拌转速:1200 r/min,Ru/Al2O3:0.8 g,反应时间为3h,得到DMT转化率和DMCD选择性分别为100%和98.851%。在此条件下将催化剂循环套用12次后DMT转化率和DMCD选择性分别为99.996%和97.364%,催化剂仍有较高的催化活性。 论文通过TEM、SEM、EDS、XRD等表征对失活Ru/Al2O3催化剂进行分析,结果表明,在DBP催化加氢反应中催化剂性能下降主要是由于催化剂表面被碳有机物覆盖,其次,活性组分Ru的团聚、部分流失也影响了催化剂的催化活性。为了延长催化剂的使用寿命、降低生产成本,设计了失活催化剂的再生路线,将失活催化剂经过碱洗、洗涤、氧化碳烧、还原等操作,可以除去失活催化剂表面沉淀的金属杂质和覆盖的碳有机物。在高压反应釜中对再生的催化剂进行活性评价,再生的催化剂套用6次仍具有较高的催化活性性,表明Ru/Al2O3催化剂具有较好的工业应用前景。