核殼結(jié)構(gòu)磁性催化劑的制備及其催化加氫性能研究.pdf

1、2，3，5-三甲基氫醌(TMHQ)是一種白色或類白色晶體，與異植物醇反應(yīng)可合成維生素E(VE)，是合成VE的重要中間體與原料。目前工業(yè)上生產(chǎn)2，3，5-三甲基氫醌(TMHQ)主要是通過2，3，5-三甲基苯醌(TMBQ)的催化加氫，該方法具有成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但加氫過程中所用催化劑易失活、回收和循環(huán)使用效率低下，已成為該生產(chǎn)工藝中急需解決的一個環(huán)節(jié)。
　　肉桂醛(CAL)是一種典型的α，β-不飽和醛，含有共軛的

2、C=C鍵和C=O鍵，其半加氫產(chǎn)物有兩種，一種是C=C鍵催化加氫生成氫化肉桂醛(HCAL)，可用于制備各種花香型香精;而C=O鍵催化加氫生成肉桂醇(COL)，廣泛應(yīng)用于制備作為定香劑的香精，肉桂醛的半加氫產(chǎn)物無論是在醫(yī)藥領(lǐng)域或是實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中都具有很大的應(yīng)用價值，因此，對其加氫反應(yīng)的研究始終都是催化領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。然而，肉桂醛催化加氫反應(yīng)通常采用液相釜式反應(yīng)，該反應(yīng)中添加的催化劑也面臨著活性組分易流失、催化劑回收效率低下等問題。

3、　　本文以磁性核殼納米粒子為載體，金屬Pd、Pt作為活性組分，制得兩種負(fù)載型磁性核殼催化劑。利用該類催化劑特殊的磁性能，在外加磁場下，催化劑與液相反應(yīng)體系易于分離，可提高催化劑的循環(huán)使用性能和回收效率。并利用SEM、TEM、ICP、XRD等實(shí)驗(yàn)手段對磁性核殼催化劑進(jìn)行表征。本文研究內(nèi)容主要包括以下兩部分:
　　1)以FeCl3·6H2O為前驅(qū)體，采用溶劑熱法制備尺寸均一的內(nèi)核粒子Fe3O4，通過水熱法在其表面包裹碳層，得到核殼結(jié)構(gòu)

4、的磁性納米載體;以乙二醇水溶液為還原體系，將金屬Pd負(fù)載在磁性載體表面，得到Pd/Fe3O4@C磁性核殼催化劑。考察該磁性催化劑在2，3，5-三甲基苯醌加氫反應(yīng)上的加氫性能，同時還考察了該催化劑的循環(huán)使用性能。結(jié)果顯示，Pd/Fe3O4@C磁性核殼催化劑在2，3，5-三甲基苯醌加氫反應(yīng)上具有較好的活性，反應(yīng)120 min轉(zhuǎn)化率接近100％，通過外加磁場的作用，催化劑與液相體系在10s內(nèi)迅速分離;且經(jīng)過5次的循環(huán)使用后，催化劑活性基本保持

5、不變，表明該催化劑擁有優(yōu)異的循環(huán)使用性能。
　　2)采用相同的磁性載體，以金屬Pt為活性組分，制備出不同負(fù)載量的Pt/Fe3O4@C磁性核殼催化劑?？疾煸摯呋瘎┰谌夤鹑?CAL)選擇性加氫反應(yīng)中的催化性能和循環(huán)使用性能。結(jié)果顯示，Pt/Fe3O4@C磁性核殼催化劑對肉桂醛中C=O鍵的催化加氫具有良好的選擇性，且C=O鍵加氫選擇性保持在90％以上。通過外加磁場的作用，催化劑與液相體系迅速分離;且催化劑循環(huán)使用5次后，催化活性與選擇性