过渡金属催化剂上间苯二甲腈加氢制间苯二甲胺反应的研究

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间苯二甲胺(MXDA)是一种含有芳香环的脂肪族多胺,可直接用作环氧树脂固化剂,另外还用作聚氨酯树脂、光敏塑料、橡胶助剂及涂料的生产原料。目前合成间苯二甲胺主要有两种方法,一种是以间二甲苯为原料经溴化反应、再与氨反应制得间苯二甲胺。这种方法存在成本高、合成工艺链长且对环境污染成度高等问题;另一种是以间二甲苯为原料与氨气和空气混合气体进行氨氧化反应生成间苯二甲腈(IPN),再进行催化加氢制得间苯二甲胺,该生产路线具有反应条件温和,生产工艺简单,原料价廉易得等特点,因此越来越引起人们的关注。本论文针对间苯二甲腈加氢制备间苯二甲胺反应制备了一系列催化剂,系统的考察了金属,载体,第二组分,制备方法以及反应条件等因素对催化剂性能的影响。同时考察了优化条件下催化剂的循环稳定性,结合表征结果讨论了催化性能与催化剂结构性质之间的关系。1.通过浸渍法制备了以A1203为载体,Pd、Pt、Co、Ni为活性组分负载的催化剂,应用于间苯二甲腈加氢反应中。结果表明Ni/A1203催化剂上间苯二甲胺收率最高。随后考察了不同载体(Si02、TiO2、A12O3)对催化性能的影响,反应结果表明,Ni/A1203催化剂上间苯二甲胺收率最高。Ni/A1203催化剂预处理条件和反应条件对催化剂的催化活性和产物的选择性有显著影响,结果显示:随着焙烧温度升高,金属与载体的相互作用增强,催化活性随之降低;适当提高反应温度和压力有利于反应活性的提高。循环实验中,催化剂重复使用五次,间苯二甲腈转化率大于99.9%,间苯二甲胺选择性96.5%。2.考察了 Pt的引入对Ni/A1203催化剂性能的影响。结果表明,Pt的引入促进了 NiO的还原。同时金属Pt提高了 Ni在载体表面的分散度,进而提高了催化活性和催化剂的循环稳定性。3.采用沉积沉淀法制备了 Ni/A1203催化剂,对催化剂合成及处理条件进行了优化。得到了 Ni金属粒径在3 rm左右的Ni/A1203催化剂。催化性能评价结果表明,在反应温度413 K,反应压力3.5 MPa条件下间苯二甲腈转化率大于99.9%,间苯二甲胺选择性为97.5%。
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