摘要：

顺式蒎烷广泛应用于香料香精,医药中间体,功能材料,日用化学品和农用化学品等领域.本文从环境友好催化的理念及产物易分离的角度出发,通过水热合成法合成了分子筛SBA-15和SiO_2,利用3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPTS)和3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)同时对SBA-15和SiO_2改性制备了两亲性分子筛,以上述分子筛为载体超声辅助下通过湿浸渍法负载Ru纳米粒子.通过透射电子显微镜(TEM),扫描电子显微镜(SEM),热重分析(TG),X射线粉末衍射(XRD),傅里叶红外光谱(FT-IR),N_2吸附-脱附等表征观察催化剂的形貌及结构特征.将催化剂应用于催化α-蒎烯加氢反应,优选出催化剂并确定最优工艺为:25 ~oC,1.5 MPa H_2,1 h,m(H_2O):m(α-蒎烯):m(Ru/MM@MN)=125:38:1.在最优条件下转化率可达到99.9%,顺式蒎烷选择性为98.9%,催化剂重复使用5次依然保持较高的活性和选择性.以十八烷基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三甲氧基硅烷对SiO_2改性制备两亲性分子筛MC_(18)@MN.考察了模板剂用量,模板剂分散时间,碱度,合成温度,搅拌速度等分子筛合成的影响因素;探究了不同萃取方法脱除有机模板剂的影响.以MC_(18)@MN为载体在超声辅助下负载Ru纳米粒子制备催化剂Ru/MC_(18)@MN,将其应用于催化α-蒎烯加氢反应.优化最优工艺为:40 ~oC,2 MPa H_2,1 h,m(H_2O):m(α-蒎烯):m(Ru/MC_(18)@MN)=143:44:1.在最优工艺下转化率可达到99.9%,顺式蒎烷选择性为98.8%,但催化剂的稳定性有所欠缺,仅使用3次后活性明显下降.以三氟丙基三甲氧基硅烷(TFPS)和3-氨丙基三甲氧基硅烷对SiO_2改性制备两亲性分子筛MF@MN.利用魔角固体核磁(MAS-NMR),XRD,N_2吸附-脱附等表征手段观察并分析材料的形貌及结构;在超声辅助下制备高分散的Ru纳米粒子负载型催化剂Ru/MF@MN,通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和X射线光电子能谱(XPS)等表征考察了Ru纳米粒子的粒径大小,Ru负载量及Ru的价态分布.将其应用于α-蒎烯加氢反应并确定最优工艺为:35 ~oC,2 MPa H_2,1 h,m(H_2O):m(α-蒎烯):m(Ru/MF@MN)=200:60:1.催化剂可重复使用6次并对实验进行了简单动力学研究来探究该反应可能的反应机理.通过在分子筛结构中引入Al,B,Ti,Mn等杂原子来调变分子筛的酸性.在超声辅助下制备高分散的Ru纳米粒子负载型催化剂Ru/M/MC@MN.通过XRD,FT-IR,程序升温吸附脱附氨(NH_3-TPD),MAS-NMR等手段对硼掺杂的分子筛进行表征.B原子取代分子筛骨架中的Si,分别处于四配位和三配位状态,从而形成一定量的酸中心.将催化剂应用于α-蒎烯加氢反应,优化最优反应为:25 ~oC,1 MPa H_2,1 h,m(H_2O):m(α-蒎烯):m(Ru/B/MC_(12)@MN)=143:44:1.在最优条件下α-蒎烯转化率达99.9%,顺式蒎烷选择性达99.1%,并且催化剂使用5次后仍保持较高活性和选择性.本文在分子筛结构中引入两亲性官能团,制备"类胶束"结构的两亲性催化剂,并将其应用于α-蒎烯加氢反应,实现了温和,高效,高选择性催化α-蒎烯加氢反应.为催化α-蒎烯水相加氢反应及催化剂的分离回收再利用开辟一条新途径.

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