在线反应红外技术研究新型加氢催化剂催化硝基环己烷制备环己酮肟

催化加氢过程是化工行业中最为重要的反应过程之一，硝基化和物加氢还原可得到胺、酮肟及酰胺类化合物。研究新型加氢催化剂，应用在线反应红外技术从微观尺度上探讨硝基化合物催化加氢过程，开发先进的催化加氢技术，有着十分重要的科学意义和应用前景。本研究以新型催化材料为切入点，设计制备加氢催化剂，研究一种新的矢量校正法（超平面截取法）求解红外光谱矢量数据，研究硝基环己烷催化加氢过程的反应机理和反应动力学，研究催化剂制备条件、催化加氢反应条件等对硝基环己烷加氢过程的影响，得到催化剂微观结构与催化性能的关系，进而指导催化剂的设计与制备，由此获得性能优良的新型加氢催化剂，并应用于硝基环己烷催化加氢制备环己酮肟。项目的研究成果可以为反应、传递、催化材料以及催化剂设计与制备等相关学科领域的完善和发展提供宝贵的积累。. 在金属泡沫镍表面制备了纳米碳纤维层，研究了催化气相分解制备条件对纳米碳纤维层在泡沫镍表面的机械稳定性的影响以及对泡沫镍宏观结构的影响。对制备的硝基环己烷加氢催化剂进行了BET、XRD、SEM、TEM、XPS以及氢气化学吸附等分析表征，研究了催化剂制备条件与其结构的关系，进而通过研究催化剂催化硝基环己烷加氢制备环己酮肟性能，获得催化剂微观结构与催化性能的关系。研究了一种新的矢量校正法—超平面截取法求解红外光谱矢量数据，结合气质等分析表征手段和分子模拟计算研究了硝基环己烷催化加氢过程反应机理和动力学。对硝基环己烷一步加氢制备己内酰胺进行了初步研究和探索。本项目通过研究制备的Pd/SWCNTs催化剂，可实现催化硝基环己烷高选择性生成环己酮肟，环己酮肟收率达到95.2%，比现有文献报道的结果高出9%左右，大大提高了硝基环己烷加氢还原过程效率。项目研究成果有望在己内酰胺生产中避开环己烷氧化这一效率极低的过程，并且不副产硫铵，大大简化和改进己内酰胺生产的工艺，有着重要的理论意义和很好的应用前景。本项目发表相关SCI论文9篇，授权发明专利1项，另2项专利处于实审阶段。