松节油是一种宝贵的可再生天然资源及化工原料,其主要成分为α-蒎烯和β-蒎烯,它们是一对同分异构体,化学性质极其活泼,可进行氢化、氧化、聚合等反应。蒎烯催化加氢可制得蒎烷,蒎烷是制备芳樟醇、香茅醇和维生素E的重要中间体,广泛用于香料及医药生产中。聚烷存在顺反蒎烷两种异构体,由于顺式体的反应活性远高于反式体,故工业上所使用的蒎烷要求以顺式体为主。我国松林资源丰富,松节油产量高,但其深加工利用率低,因此研究松节油不对称加氢催化剂用于制备高附加值的顺式蒎烷具有广阔的前景,对加快我国松脂深加工的发展具有积极意义。目前,用于松节油催化加氢制备蒎烷的催化剂主要有镍系催化剂和贵金属催化剂。但镍系催化剂催化蒎烯加氢反应时所需反应温度、反应压力均较高,对反应设备要求高,操作条件苛刻,安全性差,且产物中顺式蒎烷含量较低,对映选择性较差,因此,开发新型催化剂,在较低温度、压力下实现蒎烯加氢具有重要的现实意义。本文制备了[Rh(COD)C1]2配合物,以活性炭为载体将其多相化,并用于催化α-蒎烯和β-蒎烯加氢反应。具体做了以下几方面的研究:(1)分别考察了催化剂制备条件中不同因素对催化剂性能的影响,得出适宜的催化剂制备条件:COD/Rh摩尔比为3.5:1,回流温度为80℃,回流时间3h;将适宜条件下制备的[Rh(COD)(Cl]2催化剂用于催化α-蒎烯加氢反应,采用单因素实验考察了反应压力、反应温度、催化剂用量、反应时间对α-蒎烯加氢反应的影响,并通过正交试验优化了加氢工艺条件,即反应温度为45℃,反应压力为2.5MPa,催化剂用量为2.5%,反应时间为4h。在适宜工艺条件下,α-蒎烯转化率达98%以上;顺式蒎烷对映选择性平均值高于97%;且重现性较好。(2)进行一系列探索实验,结果表明负载型铑催化剂对β-蒎烯的加氢活性要比对α-蒎烯的加氢活性高,故后期实验均以β-蒎烯为原料;通过单因素实验考察了载体种类、氧化剂浓度和Rh负载量等因素对催化剂性能的影响,得出较佳的催化剂制备条件为:以C为载体,氧化剂浓度为copt%,Rh负载量为Wopt%。(3)以C为载体,将[Rh(COD)C1]2催化剂多相化,并用于β-蒎烯加氢反应研究,通过单因素实验和正交试验考察了β-蒎烯加氢反应条件得出适宜工艺条件,即反应温度为Topt℃,反应压力为PoptMPa,催化剂用量为β-蒎烯质量的xopt%,反应时间为topth。该条件下β-蒎烯转化率达99%以上;顺式蒎烷对映选择性分别约为89%。在此条件下进行重现实验,结果表明重现性较好。催化剂寿命考察实验表明:催化剂可连续使用4次。(4)采用IR、XPS、BET对催化剂及载体进行了表征。BET结果表明,原始载体BET比表面积为1076.85m2/g,氧化后载体BET比表面积为923.81m2/g,且载体C具有丰富的微孔结构;IR、XPS结果表明,[Rh(COD)Cl]2催化剂成功地固载在载体C上,活性组分流失是造成催化剂失活的主要原因。