负载型非晶态合金催化剂用于芳胺及N-烷基芳胺的合成研究

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本论文研究了负载型镍系非晶态合金的制备方法,使用一系列表征方法研究了非晶态NiB/SiO2合金的组成、比表面积、结构、晶化温度、形貌和粒径以及负载前后性质的变化,并以N-还原烷基化合成3-苄氨基-4-甲氧基-乙酰苯胺为探针反应,考察了制备方法、制备条件等影响因素对镍系非晶态合金催化性能的影响。此外,以负载型非晶态NiP/SiO2和纳米碳纤维负载非晶态合金为催化剂,对硝基苯液相加氢制备苯胺进行了研究。研究了制备条件对NiB非晶态合金的组成、结构、形貌和催化活性的影响。结果表明:Ⅰ.利用醋酸镍制备的催化剂有较高的晶化温度,表现出很高的催化活性。Ⅱ.较低的醋酸镍浓度有利于制备分散均匀、活性较高的NiB催化剂。Ⅲ.镍硼投料比中硼氢化钾的量越高,产物中Ni含量越少。镍硼投料摩尔比为1/2时制备的催化剂活性最高。Ⅳ.较快的硼氢化钾溶液的加料速度有利于制备颗粒细、比表面积高且催化活性较高的NiB非晶态合金催化剂。Ⅴ.使用不同载体(γ-A12O3、SiO2、活性C)制备了负载型NiB/SiO2非晶态合金,研究了不同载体的作用区别,发现SiO2是制备负载型非晶态合金较理想的载体。Ⅵ.将在最佳制备条件下制备的NiB非晶态合金应用于N-还原烷基化合成3-苄氨基-4-甲氧基.乙酰苯胺的反应,其催化活性高于骨架镍催化剂。考察了不同反应条件对负载型NiB/SiO2非晶态合金催化合成3-苄氨基-4甲氧基乙酰苯胺(BAMA)的影响。结果表明,优化工艺条件为:n(AMA):n(BAD)=1:1.1,m(cat):m(AMA)=2.5%,反应温度55~60℃,反应压力1.2MPa。在此条件下,BAMA收率分别可达92.6%。考察了纳米碳纤维(CNFs)负载NiP催化剂催化硝基苯液相加氢的反应性能,采用SEM、TEM、XRD等表征了催化剂的组成和结构。结果表明,采用NiP/CNFs催化剂,在反应温度130℃、反应压力3.0MPa的条件下,硝基苯的转化率达99.7%,苯胺的选择性达100%。
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