液相苯加氢制环己烯的Ru系催化剂研究
环己烯作为一种重要的化工原料，可以氧化制备环己酮、己二酸，水合制备环己醇等，大量应用于各种农药、医药、染料等化学物品的生产。由于环己烯在自然界中存在量特别少，因而主要是采用化学制备的方式用以满足工业需求。传统的生产方式包括环己烷脱氢，卤代环己烷脱卤化氢等，但是普遍存在环己烯的产率低，生产的成本高等缺点。采用苯加氢制备环己烯的方式，充分利用了苯来源丰富、对环境污染小等优势，并己在日本实现商业化生产，但其催化剂对原料的纯度要求较高而且价格昂贵，因而研究微量元素对Ru系催化剂的影响并开发一种能够应用于工业生产且价格相对低廉的催化剂成为急需。
本文着重研究了各类金属离子对Ru催化剂的性能影响，制备了Ru-Cd催化剂并重点研究了其性能随Cd含量的变化。结合量子化学的计算方法，推测了不同金属离子对苯部分加氢反应的作用机理。
实验首先研究了以ZnSO4为添加剂时Ru催化剂在不锈钢反应釜中的催化效果。考虑到催化剂制备的重复性较差可能是因为不锈钢腐蚀的影响，因而实验改用抗腐蚀性强的钛反应釜，以FeSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3、MnSO4等作为添加剂，重点考察了其中不同金属离子对Ru催化剂的反应性能的作用，以及反应的适宜温度及氢气压力。
并继续研究了苯部分加氢以ZnSO4作为添加剂在钛釜中的反应，通过比较CdSO4与ZnSO4对反应的不同影响，实验制备了反应性能较好的Ru-Cd催化剂，并得出了Cd与Ru摩尔百分比为4％时催化效果最佳，同时考察了Ru-Cd催化剂的制备过程中的沉淀方式以及反应催化剂的质量对液相苯加氢的影响。
采用密度泛函B3PW91的计算方法，研究了Zn2+、Cd2+、Fe2+、Ni2+、Cr3+与苯及环己烯之间的结合能大小，并结合上述实验结果以及ICP的表征方法，推测了Zn2+、Cd2+、Fe2+、Ni2+、Cr3+等对苯加氢反应的不同作用机理。
金属离子;Ru催化剂;Cd含量;苯部分加氢反应;环己烯
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
王际东
2012
中文
O643.36;TQ231.2
100
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）