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基本信息

項(xiàng)目名稱：
負(fù)載型納米釕催化劑催化加氫合成間苯二胺工藝研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
《負(fù)載型納米釕催化劑催化加氫合成間苯二胺工藝研究》是一篇自然科學(xué)類的學(xué)術(shù)論文, 作者陸琪、楊超現(xiàn)就讀于蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系煉油技術(shù)092班，屬?？贫昙?jí)學(xué)生。該作品以高分子／二氧化硅雙重負(fù)載的納米釕為催化劑,采用間二硝基苯液相催化加氫制備間苯二胺。
詳細(xì)介紹：
間苯二胺是一種重要的有機(jī)化工原料和中間體, 通常由間二硝基苯還原制得。工業(yè)上普遍采用化學(xué)還原法, 此工藝雖簡(jiǎn)單但產(chǎn)生大量帶有機(jī)毒物的鐵泥,不易處理且污染嚴(yán)重。因此, 迫切需要開發(fā)清潔的氫化還原生產(chǎn)工藝。催化加氫還原法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、三廢少及后處理容易等優(yōu)點(diǎn), 是環(huán)境友好的綠色工藝。因此探尋高效經(jīng)濟(jì)的催化反應(yīng)體系, 有重大社會(huì)意義。該論文以高分子／二氧化硅雙重負(fù)載的納米釕為催化劑,采用間二硝基苯液相催化加氫制備間苯二胺, 系統(tǒng)考察了反應(yīng)溫度、壓力、催化劑用量、溶劑等因素對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響, 同時(shí)對(duì)催化劑的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 該催化劑具有很高的催化活性, 以甲醇為溶劑, 間二硝基苯初始濃度0.5mol/l, 溫度80℃, 壓力1.5MPa, 反應(yīng)1.5h后，間二硝基苯轉(zhuǎn)化率和間苯二胺選擇性分別達(dá)到95.6%和99%以上；同時(shí), 催化劑具有良好的穩(wěn)定性, 經(jīng)過25次套用實(shí)驗(yàn)后, 催化劑的反應(yīng)性能未發(fā)生明顯變化。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本論文研究的目的: 探索納米釕催化劑的制備及在催化加氫合成間苯二胺的小試工藝參數(shù) 基本思路: ①采用配位轉(zhuǎn)化法制備高分子／二氧化硅雙重負(fù)載的納米釕催化劑；②通過間二硝基苯液相催化加氫制備間苯二胺。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

納米材料具有傳統(tǒng)材料不具有的許多嶄新特征, 已成為材料科學(xué)研究的熱點(diǎn), 將普通的鉑、鎳、釕等金屬催化劑制成納米微粒，可大大改善催化效果，提高反應(yīng)器的效率?？紤]到金屬釘價(jià)格昂貴，本文采用無機(jī)一有機(jī)高分子雙載體來擔(dān)載納米釕催化劑，一方面利用超細(xì)SiO2 的高分散性來提高催化劑的有效表面積，同時(shí)利用高分子本身所具有的保護(hù)作用，使納米釕粒子不僅易于制備，且穩(wěn)定性得以提高，具有重要的社會(huì)效益和應(yīng)用價(jià)值。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

間苯二胺是一種重要的有機(jī)化工原料和中間體, 通常由間二硝基苯還原制得。工業(yè)上普遍采用化學(xué)還原法, 此工藝雖簡(jiǎn)單但產(chǎn)生大量帶有機(jī)毒物的鐵泥,不易處理且污染嚴(yán)重。因此, 迫切需要開發(fā)清潔的氫化還原生產(chǎn)工藝。催化加氫還原法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、三廢少及后處理容易等優(yōu)點(diǎn), 是環(huán)境友好的綠色工藝。因此探尋高效經(jīng)濟(jì)的催化反應(yīng)體系, 有重大社會(huì)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

以高分子／二氧化硅雙重負(fù)載的納米釕為催化劑,采用間二硝基苯液相催化加氫制備間苯二胺, 系統(tǒng)考察了反應(yīng)溫度、壓力、催化劑用量、溶劑等因素對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響, 同時(shí)對(duì)催化劑的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 該催化劑具有很高的催化活性, 以甲醇為溶劑, 間二硝基苯初始濃度0.5mol/l, 溫度80℃, 壓力1.5MPa, 反應(yīng)1.5h后，間二硝基苯轉(zhuǎn)化率和間苯二胺選擇性分別達(dá)到95.6%和99%以上；同時(shí), 催化劑具有良好的穩(wěn)定性, 經(jīng)過25次套用實(shí)驗(yàn)后, 催化劑的反應(yīng)性能未發(fā)生明顯變化。

獲獎(jiǎng)情況

該作品已被《應(yīng)用化工》刊登在2011年第一期。

鑒定結(jié)果

該課題沒有鑒定

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

間苯二胺又名1，3-苯二胺，是一種重要的有機(jī)化工原料和中間體, 在染料工業(yè)被廣泛用作偶氮染料、毛皮染料、活性染料和硫化染料的中間體; 另外,還用于媒染劑、染發(fā)劑、顯色劑、橡膠配合劑、環(huán)氧樹脂固化劑、石油添加劑、水泥促凝劑以及金屬溶解劑等的合成。近幾年來,國外對(duì)間苯二胺在工程材料(尤其是在特種纖維)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究很活躍,大量用于芳香聚酰胺和聚氨酯高分子材料,用量也逐年增加。 目前, 工業(yè)上生產(chǎn)間苯二胺多采用間二硝基苯硫化堿還原法和鐵粉還原法，這兩種方法雖然生產(chǎn)工藝并不復(fù)雜，但生產(chǎn)成本較高，并且產(chǎn)生大量有毒的廢水廢渣難于處理，嚴(yán)重污染環(huán)境。與之相比,催化加氫法具有產(chǎn)物收率高、質(zhì)量好、成本低、三廢少等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。催化加氫法常用的催化劑有Raney Ni和貴金屬催化劑, 前者在制備時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染,且催化劑易自燃; 而后者價(jià)格昂貴,較難回收利用。因此,研制成本低、活性高且環(huán)境友好的催化劑具有重要的社會(huì)效益和應(yīng)用價(jià)值。負(fù)載型釕基催化劑具有價(jià)廉以及活性高等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于多種加氫反應(yīng)中，而其在間二硝基苯催化加氫中的應(yīng)用較少。本文采用配位轉(zhuǎn)化法成功的制備了高分子／二氧化硅雙重負(fù)載的納米釕催化劑，系統(tǒng)考察了反應(yīng)溫度、壓力、溶劑比及催化劑用量對(duì)反應(yīng)性能的影響, 同時(shí)對(duì)催化劑的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。
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