● 摘要
醇的胺化反应制备仲胺是一种原子经济型和环境友好型的制备方法。设计一种高催化活性的催化剂是该领域的研究热点,尤其是在仲醇参与的醇胺反应中。本论文以铜铝水滑石为载体,通过过量浸渍法制备了Cu-Ag负载型催化剂Ag/ HT,然后利用BET、XRD、XPS、EDS、TPR技术对其结构进行了表征。将催化剂用于1-苯乙醇与苯胺的反应中,研究了其催化性能。主要研究内容及结论如下:
研究了催化剂的制备条件对催化性能的影响,其中主要研究了Ag的负载量和催化剂的煅烧、还原温度的影响。实验中发现:随着Ag负载量的增加,苯胺的转化率出现先增后减的趋势,当Ag的负载量为0.25 wt%时,催化活性最佳。在研究催化剂的煅烧温度和还原温度对其结构和活性的影响时,发现催化剂的煅烧温度太高会影响催化剂的活性,在210-400 ℃时,催化剂的结构和活性基本保持不变。
研究了反应条件对催化性能的影响,其中主要研究了反应温度、反应时间以及催化剂用量的影响。实验中发现:在1-苯乙醇与苯胺的反应中,第一步脱氢反应是吸热反应,第三步加氢反应是放热反应,其中反应温度的不同,会明显地影响催化剂的催化活性和产物的选择性。另外也发现反应时间和催化剂用量也会影响催化剂的性能。在最优条件下制备的Ag/HT,在最佳反应条件下反应1.5 h后,苯胺的转化率为93%,仲胺、亚胺的总产率为91%。
研究了催化剂的稳定性及重复使用性,发现制备好的催化剂暴露在空气中两个多月后,催化剂的结构和活性没有明显的变化。另外回收的催化剂重复使用三次,催化活性都保持不变,而第四次使用时,活性会明显下降,第五次使用时,催化剂基本上失活。
研究了催化剂在系列醇胺反应中的催化活性,发现该催化剂用于伯醇、仲醇与胺的反应中,催化活性都特别高。另外将目标催化剂与文献中报道的催化剂进行了对比,进一步说明了该催化剂的催化活性很高。
研究了催化剂中Ag的作用,发现Ag的作用主要表现在两个方面:一是Ag的负载明显提高了催化剂的催化活性;二是Ag的存在增强了Cu的抗氧化性,使
Cu在空气中的氧化速率减慢。
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