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邻苯二甲酸酯类增塑剂是使用最为广泛的一种增塑剂,占目前塑料助剂市场总体份额的60%以上。然而邻苯二甲酸酯类增塑剂通过范德华力与聚烯烃塑料分子结合,导致其塑料产品加工或加热时,邻苯二甲酸酯可以从塑料扩散到外部环境,最终对人体产生毒害。环己烷邻二甲酸酯类增塑剂具有与邻苯二甲酸酯类增塑剂类似的结构,无毒环保并且可生物降解,是替代邻苯二甲酸酯类增塑剂最理想的环保型增塑剂。
本论文基于邻苯二甲酸酯加氢制环己烷邻二甲酸酯反应体系,制备了一系列活性炭负载钌基催化剂(Ru/AC),并以邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)为探针分子,对邻苯二甲酸酯加氢反应进行了研究。研究发现,在Ru/AC催化剂上进行的DOP液相加氢反应这一连串反应过程中,中间产物1-环己烯基-1,2-二甲酸双(2-乙基己基)酯(4H-DOP)的进一步加氢反应速度较慢,是提高最终产品收率的控制步骤。
在此基础上,采用第二活性金属组分Ni、Pd、Pt对催化剂进行掺杂改性,最终发现RuPt/AC催化剂的选择性和活性最高,且表现出较高的稳定性。结合催化剂仪器表征,发现RuPt双金属在催化剂表面形成合金结构且高度分散。而且,Ru和Pt原子间存在电子转移,缺电子的Ru对中间产物4H-DOP的C=C键具有更强的吸附活化能力,故大幅度提高邻苯二甲酸酯的加氢反应表观反应速度,并提高了环己烷二甲酸酯(DEHCH)的选择性和收率。
对Pt和Ru摩尔比进行调控,当铂钌比为0.6时催化剂活性达到最高。并且双金属RuPt0.6/AC催化剂在邻苯二甲酸酯加氢反应中表现出良好的稳定性和通用性,在芳香族化合物加氢饱和反应体系中具有潜在的应用前景。
本课题还初步考察了DOP在Ru/AC催化剂和RuPt0.6/AC催化剂上液相加氢动力学性能,发现当反应压力4.1-7.1MPa,反应温度353-413K时,DOP的浓度对DOP加氢速率无影响,而DOP加氢速率与氢气分压呈正比。这说明较高的氢气压力有利于显著提高DOP加氢反应速度。为开发邻苯二甲酸酯类增塑剂加氢工业催化剂与工艺路线提供相应的思路与理论支持。
本论文基于邻苯二甲酸酯加氢制环己烷邻二甲酸酯反应体系,制备了一系列活性炭负载钌基催化剂(Ru/AC),并以邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)为探针分子,对邻苯二甲酸酯加氢反应进行了研究。研究发现,在Ru/AC催化剂上进行的DOP液相加氢反应这一连串反应过程中,中间产物1-环己烯基-1,2-二甲酸双(2-乙基己基)酯(4H-DOP)的进一步加氢反应速度较慢,是提高最终产品收率的控制步骤。
在此基础上,采用第二活性金属组分Ni、Pd、Pt对催化剂进行掺杂改性,最终发现RuPt/AC催化剂的选择性和活性最高,且表现出较高的稳定性。结合催化剂仪器表征,发现RuPt双金属在催化剂表面形成合金结构且高度分散。而且,Ru和Pt原子间存在电子转移,缺电子的Ru对中间产物4H-DOP的C=C键具有更强的吸附活化能力,故大幅度提高邻苯二甲酸酯的加氢反应表观反应速度,并提高了环己烷二甲酸酯(DEHCH)的选择性和收率。
对Pt和Ru摩尔比进行调控,当铂钌比为0.6时催化剂活性达到最高。并且双金属RuPt0.6/AC催化剂在邻苯二甲酸酯加氢反应中表现出良好的稳定性和通用性,在芳香族化合物加氢饱和反应体系中具有潜在的应用前景。
本课题还初步考察了DOP在Ru/AC催化剂和RuPt0.6/AC催化剂上液相加氢动力学性能,发现当反应压力4.1-7.1MPa,反应温度353-413K时,DOP的浓度对DOP加氢速率无影响,而DOP加氢速率与氢气分压呈正比。这说明较高的氢气压力有利于显著提高DOP加氢反应速度。为开发邻苯二甲酸酯类增塑剂加氢工业催化剂与工艺路线提供相应的思路与理论支持。