钯碳催化剂催化二乙烯三胺制备五甲基二乙烯三胺毕业论文
2020-07-05 17:24:56
摘 要
本课题主要探讨在DETA甲醛加氢催化制备PMDETA的过程中所使用的催化剂，对其进行试验研究与制备。
本课题以有序介孔碳为载体，采用浸渍法制备钯碳催化剂，研究了焙烧钯碳催化剂的最适温度，在反应温度、反应压力、反应时间不同的情况下对于DETA甲醛加氢催化制备PMDETA反应的影响，以及探讨催化剂失活的原因。
对实验结果分析得，取DETA（二乙烯三胺）和37%甲醛溶液适量，将所制备的钯碳催化剂放入反应釜中，通氮气置换釜内空气，通氢气置换氮气，直到氢气的压力保持不变后，开始搅拌，逐渐加热到最佳的反应温度，关闭反应后，继续升温，并且保持搅拌30min后，取样进行结果分析。在P=2MPa，t=2h，DETA：5.2g，甲醛溶液：22.5g，Pd/MC-650：0.5g的最佳条件下，得到DETA的转化率和PMDETA的选择性分别为100%和96.85%。
关键词：介孔碳 电催化 二乙烯三胺 五甲基二乙烯三胺 钯碳催化剂
Abstract
This paper mainly discusses the catalyst used in the preparation of PMDETA through DETA formaldehyde hydrogenation catalysis.
This topic with ordered mesoporous carbon as the carrier, carbon palladium catalyst prepared using impregnation method, studies the optimum temperature roasting carbon palladium catalyst, the reaction temperature, reaction pressure, reaction time under different conditions for the reaction of hydrogenation catalyst preparation PMDETA DETA formaldehyde, as well as to explore the causes of catalyst deactivation.
Analysis on experimental results, taking DETA (divinyl three amine) and 37% formaldehyde solution right amount, to the preparation of carbon palladium catalyst in the reaction kettle, nitrogen replacement kettle air, hydrogen nitrogen replacement, only when the hydrogen pressure remains the same, began to stir, gradually heating to the best reaction temperature, shut down after the reaction, continue to heat up, and keep stirring after 30 min, sampling analysis of the results.Under the optimal conditions of P=2MPa, t=2h, DETA: 5.2g, formaldehyde solution: 22.5g, Pd/ Mc-650:0.5g, the conversion rate of DETA and the selectivity of PMDETA were 100% and 96.85% respectively.
Key words: mesoporous carbon；electro-catalysis；DETA(diethylenetriamine)；palladium carbon catalyst；PMDETA(pentamethyldiethylenetriamine)
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 前言 1
1.1 有序介孔碳负载钯催化剂的研究进展 1
1.1.1 有序介孔碳概述 1
1.1.2 有序介孔碳负载贵金属催化剂的应用 2
1.2 课题的研究意义 3
1.3 PETA催化加氢制备PMDETA 3
第二章 实验内容 4
2.1 实验所用的试剂与设备 4
2.1.1 实验试剂 4
2.1.2 实验仪器 5
2.2 催化剂的活性评价 5
第三章 Pd/MC催化剂的制备及其催化性能研究 7
3.1 Pd/MC催化剂的制备 7
3.2 不同焙烧温度下的MC负载Pd催化剂的表征与催化性能分析 7
3.2.1 F-MC的热重分析 7
3.2.2 比表面积测定 8
3.2.3 XRD表征分析 8
3.2.4 载体焙烧温度对催化性能的影响 10
3.2.5 H2-TPD分析 11
3.3 Pd/MC上DETA制备PMDETA工艺优化 11
3.3.1 氢气压力对加氢反应的影响 11
3.3.2 反应温度对加氢反应的影响 12
3.3.3 催化剂稳定性测试 13
3.4 Pd/MC催化剂的失活分析 14
3.4.1 概述 14
3.4.2 XRD表征分析 14
3.4.3 TEM表征分析 14
3.5 本章小结 15
第四章 结论与展望 16
3.1 研究解决的问题： 16
3.2 研究手段： 16
3.2.1 改变催化剂载体 16
3.3 总结 16
3.4 展望 17
参考文献 18
致谢 21
第一章 前言
1.1 有序介孔碳负载钯催化剂的研究进展
1.1.1 有序介孔碳概述
有序介孔碳是一种碳基材料，而碳基材料是材料科学领域的热门话题，并引起了人们的广泛关注。由于其独特的结构和独特的物理化学性质，它们在各种应用中都具有高性能。碳基材料具有高化学惰性、机械稳定性、优良的导电性和良好的生物相容性[1,4]。
有序介孔碳是孔为有序排列的且孔径分布为2nm-50nm的炭材料。有序介孔碳材料的合成方法有很多，最常见的是硬模板法[5,9]。在1999年的时候，Ryoo[10]和Heyon[11,13]两人利用具有有序孔道结构的二氧化硅作为模板，得到的有序介孔碳的结构与模板的结构大相径庭。另一种方法是，有序介孔碳可以直接在硅源和嵌段的共聚化合物进行重组，然后经过碳化反应得到[14,17]。但是通过这两种方法所制备而得的有序介孔碳在最后都还是需要用HF溶液进行洗涤除去模板剂[18,19]，所以这一步骤不仅提高了生产成本，而且还会污染环境，增加了工业压力。
从2001年开始，Kosonen等[20,22]就通过使用具有良好热塑性的酚醛树脂和各种嵌段共聚化合物经过自组装后进行试验得到了具有独特介孔性能的复合型材料。在2004年的时候，Dai等[23]使用的模板是 PS-P4VP，碳源是间苯二酚，采取表面蒸发诱导，然后通过自组装的方法，再把它碳化，然后制备成的介孔碳材料是具有六方结构的。在此之后，Zhao等人[24]的研究单位也同样使用了自组装模板法制备了有序介孔碳，在制备过程中无需添加二氧化硅模板，也就避免了后期的洗去模板的工序，大大简化了介孔碳材料的制备工艺。
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