1,3-丁二烯选择性加氢反应是石油化工领域中很重要的反应之一,反应产物作为重要的基础化工原料之一,广泛地应用于石油化工和生物医药等领域中。此外,1,3-丁二烯选择性加氢反应也是探索C=C加氢和金属催化剂表面电子性质的模型反应。由于该反应是一个结构敏感型的放热反应,1,3-丁二烯容易深度加氢生成丁烷,如何保证该反应的催化剂同时具有高活性和高选择性是十分有意义的。Pd催化剂是目前被广泛应用在1,3-丁二烯选择性加氢反应中的最有效的催化剂之一。然而关于Pd催化剂的研究仍然有很多问题亟待解决,比如如何绿色高效地制备Pd催化剂、怎样调控Pd纳米颗粒的粒径、明确价态效应的影响以及如何避免深度加氢等等。因此,本文通过引入微波辅助、卤素离子、第二种金属来提高Pd催化剂的催化性能,采用微波辅助-植物还原法分别制备Pd/γ-Al203和Ni-Pd/γ-Al203催化剂,并对催化剂的制备条件和反应条件的相关参数进行优化,借助TEM、XPS、TPR、AAS等一系列的表征手段将催化剂的结构、性质与其催化性能进行关联。在微波体系中采用福建省常见的21种植物质还原制备Pd纳米颗粒,以对Pd2+的还原能力和Pd纳米颗粒粒径为筛选依据,借助于AAS和TEM表征手段确定侧柏提取液为目标植物质。随后对微波反应时间、微波输出功率、反应温度等制备条件进行优化,得到较优的合成条件为:微波输出功率为240 W,反应温度为90 ℃,反应时间为700 s,提取液浓度为5.0 g/L。将所制备的Pd纳米颗粒负载于γ-A1203载体制得Pd/γ-Al203催化剂,并与采用传统油浴加热方式所得Pd/γ-Al2O3催化剂的催化性能进行对比,发现微波辅助-植物还原法制备的Pd/γ-Al2O3催化剂在反应温度为35 ℃的条件下,1,3-丁二烯转化率为100%,丁烯选择性提高了 6.4%,为57.6%。引入微波辅助,能提高纳米颗粒的分散性和反应速率,因此该法制备Pd纳米材料是一个绿色高效的制备方法。进一步考察了负载量、载体种类、反应温度、原料气流速等因素对Pd/γ-Al203催化剂1,3-丁二烯加氢反应催化性能的影响,优化的催化剂制备和反应条件为:载体为γ-Al2O3,Pd负载量为0.4%,反应温度为35 ℃,原料气空速为30mL/min。为了提高Pd催化剂的选择性,着重考察了卤素离子的引入对Pd/β-Al2O3催化剂催化性能的影响。结果表明添加适量的Cl-、Br-有利于提高催化性能,而加入I-后所得的催化剂几乎完全失活。TEM、XPS等对Pd纳米颗粒的粒径和表面价态的表征结果表明,加入0.1 mM Br-和Cl-能影响Pd的表面电子性质和改善Pd0/Pd2+分布比,降低了 1,3-丁二烯发生深度加氢的程度;引入I-对纳米颗粒粒径的影响比较明显,所得纳米颗粒粒径<2 nm,从而使得加I-的催化剂几乎完全失活。催化剂评价结果显示加入0.1 mM KBr所得的Pd-Br/γ-Al203催化剂催化性能较好,在反应温度为35 ℃的条件下,其转化率为100%,丁烯选择性为80.1%,比Pd/γ-Al2O3催化剂的选择性提高了 22.5%,在连续反应24h后,其催化性能无明显下降。采用微波辅助-植物还原法制备Pd基双金属催化剂,Co-Pd、Ce-Pd、Cu-Pd以及Ni-Pd四种双金属催化剂的评价结果表明Ni的引入对催化性能的提高最为显著。随后考察了 Ni/Pd比例、金属负载量、侧柏提取液浓度以及两种金属的添加顺序等制备条件和反应温度、原料气流速等反应参数对催化剂催化性能的影响。较优的制备条件为:侧柏提取液浓度为5.0 g/L,同时加入Ni(NO3)2和Pd(NO3)2两种金属前驱体,Ni/Pd比例为3:5,金属总负载量为0.4%,反应温度为35 0C,原料气流速为30mL/min。通过EDXmapping的结果可知合成的Ni-Pd纳米颗粒为合金结构,结合TEM、XPS等表征,发现加入Ni不仅可以使Pd纳米颗粒粒径变小,而且可以修饰Pd的表面电子性质,稀释催化剂的活性中心,从而提高催化剂的选择性。Ni3Pd5/γ-Al203催化剂相比单金属Pd/γ-Al203催化剂而言,在反应温度为35 ℃的条件下,1,3-丁二烯转化率100%,单丁烯选择性提高了 15.2%,达到72.8%,在连续反应24h后,其催化性能无明显下降。究其原因,Ni和Pd金属之间形成的几何效应和电子效应改善了催化剂的催化性能。