【摘 要】
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松节油是一种非常宝贵的可再生天然资源,也是一种无色或淡黄色透明无毒的液体,具有芳香气味,是难得的可持续生产的天然化工原料,在我国有着丰富的资源,主要用于生产樟脑、龙脑、松油醇、松油萜烯树脂等。松节油主要含有α-蒎烯和β-蒎烯,作为重要合成中间体的顺式蒎烷可通过蒎烯催化加氢制备,广泛应用于香料工业。与发达国家相比,品种少,质量低,因此松节油深加工产品的研究与开发是非常有意义的。本论文以工业级松节油为
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松节油是一种非常宝贵的可再生天然资源,也是一种无色或淡黄色透明无毒的液体,具有芳香气味,是难得的可持续生产的天然化工原料,在我国有着丰富的资源,主要用于生产樟脑、龙脑、松油醇、松油萜烯树脂等。松节油主要含有α-蒎烯和β-蒎烯,作为重要合成中间体的顺式蒎烷可通过蒎烯催化加氢制备,广泛应用于香料工业。与发达国家相比,品种少,质量低,因此松节油深加工产品的研究与开发是非常有意义的。本论文以工业级松节油为原料,无水乙醇为溶剂,以负载型Ni-P非晶态催化剂催化松节油加氢反应,研究了催化剂的制备条件。在此基础上通过反应压力、反应温度、催化剂用量、溶剂用量及反应时间等对松节油加氢反应的影响进行了研究,确定了适宜的反应条件,并对催化剂的使用寿命进行了考察。具体做了以下几方面的研究:(1)浸渍还原法制备了一系列负载型非晶态催化剂,将制得的催化剂用于催化松节油加氢反应,通过气相色谱法对氢化产物进行分析,以考察催化剂的催化活性。经筛选得到负载型Ni-P/TiO2非晶态催化剂,并对其制备条件进行了研究,得到适宜的制备条件。(2)通过单因素和正交试验考察了负载型Ni-P/TiO2非晶态催化剂催化松节油加氢反应的工艺条件,得到反应的适宜工艺条件:反应压力为A4,反应时间为E4,反应温度为B3,催化剂用量为原料质量的C3,松节油用量20mL,溶剂用量为D3。在此条件下进行重现性实验,重现性较好。催化剂寿命考察实验表明:催化剂连续使用8次,α-蒎烯的转化率仍达到99%以上,顺式蒎烷的选择性仍可达96%以上。(3)采用 BET、TEM-EDS、XRD、XPS 以及 DSC 对负载型 Ni-P/TiO2 非晶态催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性组分为非晶态结构,其分散性较好且颗粒粒径较小,100nm左右,具有较高的比表面积,可达141m2/g,催化剂失活后峰型减弱;Ni-P非晶态催化剂团聚严重且分散性较差。在反应适宜条件下,负载型Ni-P/TiO2非晶态催化剂显示较好的活性,α-蒎烯转化率达到99%,顺式蒎烷选择性达到98%,而Ni-P非晶态催化剂的活性较低,α-蒎烯转化率仅为81%,顺式蒎烷选择性变化不大,达到94%。这主要是由于负载型催化剂颗粒粒径减小,比表面积增大,使催化活性提高。
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