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3-甲基吲哚作为一种重要的吲哚衍生物,由于其独特的结构与性质,可合成多种有重要用途的化合物,在工业、医药及农业等领域有着广泛的应用。以苯胺和生物质基甘油为原料催化合成3-甲基吲哚,既满足绿色化学理念,又能降低成本,是目前制备3-甲基吲哚的最佳路径。本论文以性能优异的γ-Al2O3为载体、金属铜为活性组分,主要研究了ZnO和MgO助剂对苯胺和甘油气相催化合成3-甲基吲哚的Cu/γ-Al2O3催化剂的作用。采用分步等体积浸渍法将助剂ZnO和MgO先后担载到Cu/γ-Al2O3上,制备铜基催化剂,并在常压气固相反应装置中进行催化反应。通过X射线衍射、H2-程序升温还原、NH3-程序升温脱附、热重分析等表征手段研究催化剂的作用机制。研究结果表明,Zn O的加入虽然不利于Cu在载体表面的分散,但有助于CuO还原成金属铜,并且能够减少催化剂的中强酸中心数,从而抑制积碳的生成。Cu/γ-Al2O3-ZnO(Cu 0.75 mmol/g,ZnO 0.20 mmol/g)催化剂在还原温度为250℃、还原气比例为1:1(30 m L/min)、反应温度为260℃、反应混合气中水蒸气、氢气与氮气流速分别为24、30、26 m L/min的条件下,反应第2 h,3-甲基吲哚的收率可达40%。向Cu/γ-Al2O3-ZnO中加入MgO助剂,发现其不仅能减少催化剂的中强酸中心数,有效抑制积碳的生成,而且有利于铜粒子在载体表面的分散,使催化剂的活性、选择性和稳定性显著提高。当MgO助剂含量为0.07 mmol/g、还原温度及反应温度为260℃、反应混合气中水蒸气、氢气及氮气流速分别为24、40、16 mL/min时,Cu/γ-Al2O3-ZnO-MgO催化剂性能最佳。反应第2 h,3-甲基吲哚的收率达到53%。将Cu/γ-Al2O3-ZnO-MgO催化剂再生、重复使用8次,活性明显下降。反应第2 h,3-甲基吲哚收率降至33%。