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烯烃氢甲酰化反应是典型的原子经济反应,符合绿色化学的要求。目前,在高碳烯烃氢甲酰化均相生产中存在的主要问题是催化剂与产物分离困难、高温下催化剂易失活和成本高等技术难题;在水/有机两相催化体系中催化活性低。
针对以上问题,本文以RhCl3为前体,以石油焦基球形活性炭G-70R和煤基柱状活性炭CAC为载体,采用浸渍法制备了无机磷酸或磷酸盐修饰的负载型铑催化剂,以混合辛烯氢甲酰化反应为探针反应,对催化剂制备条件、稳定性、载体高温预处理及其固定床反应性能进行了研究。实验结果表明 G-70R负载铑催化剂Rh/G-70R具有好的混合辛烯转化率和成醛选择性,其合适的制备条件为:KOH浸渍量0.013 wt%,铑浸渍量范围为0.5 wt%~1.0 wt%,磷酸负载量为4.8wt%。对磷酸或磷酸盐改性研究表明,促进效果依次是:磷酸、磷酸二氢铵>磷钨酸>磷酸氢二铵、磷酸二氢钠>磷酸二氢钾。载体高温预处理和催化剂高温焙烧有利于铑物种稳定性的提高,磷酸改性Rh/G-70R催化剂前3次使用活性基本不变,但随着使用次数的增加,催化剂诱导期相应增加。煤基柱状活性炭CAC载体经高温预处理后所得H-CAC活性炭中的介孔比例增加,活性炭表面羟基、羰基和碱性基团数量,其负载催化剂Rh/H-CAC的加氢活性明显降低,氢甲酰化活性提高;Rh/H-CAC催化辛烯氢甲酰化固定床研究表明,产物循环可改善催化剂稳定性,但其活性仍需进一步提高。