新型固载化Rh金属催化剂的制备及其在对氨基苯甲酸加氢反应中的应用

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采用常规浸渍法和微乳液法分别制备了固载型Rh金属催化剂,将其用于对氨基苯甲酸加氢制备对氨基环己烷甲酸反应。 对加氢产物进行了定性和定量分析。经测定熔点、红外光谱和质谱分析,证实所得到的产品确实为对氨基环己烷甲酸。定量分析结果表明,产品对氨基环己烷甲酸的纯度可达到96.8%,而且以顺式结构为主。 采用常规浸渍法制备出了一系列负载量为5%的负载型Rh催化剂,采用XRD、XPS、TEM和比表面分析等手段对催化剂进行了表征,考察了它们在对氨基苯甲酸加氢反应中的催化活性。经过载体的筛选,确定出活性较好的Rh/γ-Al2O3催化剂,然后研究了反应条件对该催化剂加氢性能的影响。反应温度80℃、催化剂用量1g、反应时间4h时,对氨基环己烷甲酸的收率可达84.6%。在此基础上,进一步考察了该催化剂的使用寿命,发现反复多次使用后虽有部分失活,但仍表现出较高的活性。经过对新鲜催化剂和失活催化剂进行表征,确定了Rh/γ-Al2O3催化剂的失活原因。还发现以氧化物SiO2为载体制备的Rh催化剂也具有较高的反应活性。 采用微乳液法制备出了一系列的固载化金属Rh纳米粒子催化剂Rh-SiO2,采用XRD、TEM和比表面分析等手段对催化剂进行了表征,考察了它们在对氨基苯甲酸加氢反应中的催化活性。对于微乳液法制备的催化剂,Rh颗粒平均粒径较小,尺寸分布较窄,近似呈球形,而且在SiO2中的分布较为均匀。研究了不同表面活性剂的选取对催化剂结构性能和催化活性的影响,确定了适宜的微乳液制备体系Tween80/正己醇/RhCl3水溶液。又研究了氨水加入量、制备温度、Rh负载量和水与表面活性剂摩尔比ω等制备条件的影响。进一步研究了内扩散效应对加氢反应的影响。对于研碎后呈粉末状的负载量为5%的Rh-SiO2催化剂来说,对氨基环己烷甲酸的收率可高达92.3%,高于采用浸渍法制备的催化剂。
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