氯代苯胺作為一種重要的有機合成中間體,在精細化學品行業(yè)中占有重要地位,其主要來源是氯代芳香硝基化合物的還原反應,其中催化加氫還原法因其操作過程綠色高效、能耗低等特點受到廣泛關注。在氯代硝基苯加氫還原制備氯代苯胺的反應過程中極易發(fā)生氫解脫氯副反應,產生對設備和催化劑具有腐蝕性的脫氯副產物氯化氫。氮原子外層軌道上包含一對孤對電子,與碳原子之間的電負性差異使得氮原子在摻雜到活性炭結構以后可以有效地調變載體和金屬間的電子效應以實現(xiàn)對氫解脫氯副反應的抑制。但是,氮物種在抑制脫氯反應中起到的具體作用還未得到明確解釋。本文采用硝酸、雙氧水和草酸處理活性炭得到不同表面含氧基團,進一步通過與乙二胺縮合形成不同含氮基團,探究了表面含氧基團引導氮物種形成的機制,研究了不同氮物種形式對催化劑活性炭載體和金屬之間電子分布的調變情況,并探討了對氯硝基苯液相加氫選擇性的影響。主要得到如下成果:1)焙燒法微量摻氮(0.5 wt%)下,不同氮前驅體表現(xiàn)出不同的催化性能,分子含氮量越低(雙氰胺>尿素≈乙二胺>丙氨酸)越能表現(xiàn)出良好的催化性能。其中,以丙氨酸為氮前驅體的催化劑表現(xiàn)出最佳的催化活性,以乙二胺為氮前...

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 研究背景
    1.2 氯代苯胺合成機理
    1.3 抑制脫鹵策略與方法
        1.3.1 調變金屬組分與載體的相互作用
            1.3.1.1 改性的炭載催化劑
            1.3.1.2 氧化物/氟化物載催化劑
        1.3.2 制備雙/多金屬催化劑
        1.3.3 形成非晶態(tài)合金催化劑
        1.3.4 雜原子修飾的貴金屬催化劑
        1.3.5 反應介質的探索
            1.3.5.1 極性/非極性溶劑
            1.3.5.2 離子液體
            1.3.5.3 超臨界CO2

            1.3.5.4 無溶劑
    1.4 氮原子摻雜和多相催化中的應用
        1.4.1 氮原子摻雜及方法
            1.4.1.1 原位制備氮摻雜材料方法
            1.4.1.2 非原位制備氮摻雜材料方法
        1.4.2 金屬與載體間界面效應
    1.5 立論依據(jù)
第二章 實驗方法
    2.1 試劑與儀器
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 活性炭預處理
        2.2.2 氮摻雜活性炭的制備
        2.2.3 Pd/NC催化劑的制備
            2.2.3.1 氯鈀酸負載的催化劑
            2.2.3.2 鈀氨絡合離子負載的催化劑
            2.2.3.3 Pd/NC催化劑的制備
        2.2.4 Pd/NC催化劑的還原
    2.3 催化劑的表征
        2.3.1 比表面和孔結構測定(BET)
        2.3.2 EDS分析
        2.3.3 XRD分析
        2.3.4 TEM分析
        2.3.5 Raman分析
        2.3.6 XPS分析
        2.3.7 TPD分析
        2.3.8 SEM分析
    2.4 催化劑的活性評價
        2.4.1 催化反應實驗裝置示意圖
        2.4.2 有溶劑氯代硝基苯催化加氫反應評價
        2.4.3 無溶劑氯代硝基苯催化加氫反應評價
        2.4.4 催化加氫反應產物分析
第三章 焙燒法非原位摻氮及催化性能研究
    3.1 焙燒法非原位氮摻雜與催化劑物理結構
    3.2 氮摻雜活性炭為載體的鈀催化劑
        3.2.1 (DCD)NC-c 載體與鈀金屬分散
        3.2.2 液相催化選擇性加氫性能
        3.2.3 微量氮摻雜與催化性能
    本章小結
第四章 水熱法非原位氮摻雜及催化加氫應用
    4.1 水熱法氮摻雜與催化性能
    4.2 氮前驅體與催化性能
    4.3 堿性鈀前驅體與 Pd/(EDA)NC-ht 催化劑
        4.3.1 鈀金屬負載方法
        4.3.2 還原溫度與 Pd/(EDA)NC-ht 催化劑
        4.3.3 反應條件對 ev-PdN/(EDA)NC-ht 催化性能的影響
    本章小結
第五章 活性炭表面含氧基團引導的摻氮策略及其催化性能研究
    5.1 氧化預處理與活性炭物理特性
    5.2 活性炭表面含氧基團引導的摻氮策略
        5.2.1 預處理對活性炭表面性質的影響
        5.2.2 活性炭表面基團與水熱摻氮
    5.3 Pd/NC(pretreated)催化劑與催化性能研究
        5.3.1 Pd/NC(pretreated)催化劑結構表征
        5.3.2 Pd/NC(pretreated)催化劑的元素分析
    5.4 Pd/NC(pretreated)催化劑與對氯硝基苯加氫反應
    本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
        6.1.1 焙燒法非原位摻氮及催化性能研究
        6.1.2 水熱法非原位摻氮及催化性能研究
        6.1.3 活性炭表面含氧基團引導的摻氮策略及其催化性能研究
    6.2 論文創(chuàng)新之處
    6.3 展望
參考文獻
附錄
    作者簡介
    撰寫文章目錄
    專利
致謝



本文編號：3777024

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