新型固载化Rh金属催化剂的制备及其在对氨基苯甲酸加氢反应中的应用

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1、河北工业大学硕士学位论文新型固载化Rh金属催化剂的制备及其在对氨基苯甲酸加氢反应中的应用姓名：申群兵申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王延吉2003.6.1新型固载化Rh金属催化剂的制备及其在对氨基苯甲酸加氢反应中的应用摘要采用常规浸渍法和微乳液法分别制备了固载型Rh金属催化剂，将其用于对氨基苯甲酸加氢制备对氨基环己烷甲酸反应。对加氢产物进行了定性和定量分析。经测定熔点、红外光谱和质谱分析，证实所得到的产品确实为对氨基环己烷甲酸。定量分析结果表明，产品对氨基环己烷甲酸的纯度可达到96．8％，而且以顺式结构为主。采用常规浸渍法制备出了一系

2、列负载量为5％的负载型Rh催化剂，采用XRD、XPS、TEM和比表面分析等手段对催化剂进行了表征，考察了它们在对氨基苯甲酸加氢反应中的催化活性。经过载体的筛选，确定出活性较好的R11，Y．A1203催化剂，然后研究了反应条件对该催化剂加氢性能的影响。反应温度80℃、催化剂用量1g、反应时间4h时，对氨基环己烷甲酸的收率可达84．6％。在此基础上，进一步考察了该催化剂的使用寿命，发现反复多次使用后虽有部分失活，但仍表现出较高的活性。经过对新鲜催化剂和失活催化剂进行表征，确定了RⅣy-A1203催化剂的失活原因。还发现以氧化物Si02为载体制备的R

3、h催化剂也具有较高的反应活性。采用微乳液法制备出了一系列的固载化金属Rh纳米粒子催化剂Rh．si02，采用xRD、TEM和比表面分析等手段对催化剂进行了表征，考察了它们在对氨基苯甲酸加氢反应中的催化活性。对于微乳液法制各的催化剂，Rh颗粒平均粒径较小，尺寸分布较窄，近似呈球形，而且在si02中的分布较为均匀。研究了不同表面活性剂的选取对催化剂结构性能和催化活性的影响，确定了适宜的微乳液制各体系Tween80／正己醇／RjlCl3水溶液。又研究了氨水加入量、制备温度、Rh负载量和水与表面活性剂摩尔比。等制备条件的影响。进一步研究了内扩散效应对加氢

4、反应的影响。对于研碎后呈粉末状的负载量为5％的Rh．Si02催化剂来说，对氨基环己烷甲酸的收率可高达92．3％，高于采用浸渍法制备的催化剂。关键词：微乳液法，浸渍法，固载型Rh金属催化剂，对氨基苯甲酸，对氨基环己烷甲酸表征，失活，制备条件PREPARATIoNoFNoVELIMMoBILIZEDRhMETALCATALYSTSANDTHEIRAPPLICATIONINHYDRoGENATIONoF4．AMINOBENZOICACIDABSTRACTImpregnationandmicroemulsionmethodswereemployedto

5、prepareimmobilizedRhmetaIcatalysts，respectively，whichwereusedinmehydrogenationof4一arninobenzoicacidtoprepare4一aminocyclohexanecarboxylicacid(4一ACCA)．Thehydrogenationproducts、vcrcaIlalyzedqualitativelya11dquantitatiVely．Accordingtotheanal”icalresultsfrommeltingpointmeasuremen

6、t，IRa11dMSanalysis，thesyntheticpmductcarIbeidentmedas4一ACCA．Qualltitativeanalysisindicatesthatmepurityofhydrogenationproducf'4·ACCA，is96．8％and4-ACCAexistsmainlyintheformofcisstmcture．Impregnationmethodwasemployedtoprepareaseriesofsupported5％rhodiumcatalysts，whichWerecharacte

7、rizedbyXRD，XPS，TEMandspecmcsurfaceareaanalysis，andthejrcatal”icbehaViorwasinvestigatedinthehydmgenationof4·aminobenzoicacid．Asaresultofselectionofsuppons，Rh／y—A1203catalystwasf．0undtoexhibitahigheractivity．Andthentheeffectsofreactionconditionsonthehydmgenationperfo咖anceofR

8、l

9、／Y—A1203catalystwerestudied．Underthereactionconditionsdescribedasfollows：re