羥基磷灰石負(fù)載金屬催化的選擇性加氫反應(yīng)研究.pdf

1、多年來(lái)磷灰石及其相關(guān)的磷酸鈣鹽類在生物學(xué)、礦物學(xué)、醫(yī)學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)和化工等領(lǐng)域一直都受到廣泛關(guān)注。其中羥基磷灰石作為生物骨、齒的主要成分，具有最優(yōu)秀的生物親和性能。其難溶于水且具有親水性，水熱穩(wěn)定性好，可以自主調(diào)控制備無(wú)孔或具有孔道結(jié)構(gòu)的納米顆粒。表面具有豐富的酸堿位點(diǎn)，此外，其表面豐富的離子交換位點(diǎn)還可以分散、負(fù)載和錨定各種金屬、金屬氧化物、配合物分子等，并可以通過磷酸根的配位作用改善金屬催化中心的活性和選擇性。由于這些優(yōu)秀的性質(zhì)，羥基

2、磷灰石近年來(lái)在催化領(lǐng)域也受到一定的關(guān)注。
　　隨著不可再生的化石資源的急劇消耗和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，人們對(duì)清潔可再生新能源的開發(fā)迫在眉睫。生物質(zhì)作為一種儲(chǔ)量豐富、清潔、碳中性的可再生資源，已經(jīng)被作為化石資源的潛在替代品而進(jìn)行了普遍的研究。其中最有利用前景的生物質(zhì)原料有木質(zhì)纖維素中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，以及油料種子中富含的脂肪酸和甘油三酯。通過適合的轉(zhuǎn)化手段可以得到化學(xué)品和燃料。而生物質(zhì)原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜、含氧官能團(tuán)較多，針對(duì)這些特

3、點(diǎn)可將生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化分為兩個(gè)方向:①通過加氫脫氧轉(zhuǎn)化到燃料分子;②通過選擇性催化轉(zhuǎn)化到高附加值化學(xué)品。將生物質(zhì)基化合物催化轉(zhuǎn)化為燃料分子和高附加值化學(xué)品，不僅大大豐富了生物質(zhì)來(lái)源的化學(xué)品產(chǎn)品庫(kù)，更順應(yīng)了綠色化學(xué)發(fā)展的時(shí)代趨勢(shì)、為可再生資源轉(zhuǎn)化利用開拓了更廣泛的途徑。
　　根據(jù)生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和羥基磷灰石的特性可以發(fā)現(xiàn)，羥基磷灰石非常適合作為催化劑應(yīng)用在生物質(zhì)選擇性催化加氫的過程中。針對(duì)于此，我們以研究羥基磷灰石負(fù)載的金屬催化劑催化生物

4、質(zhì)基化合物分子的選擇性催化加氫為主要內(nèi)容，主要圍繞酚類加氫到環(huán)己酮類化合物、脂肪酸和油脂加氫到長(zhǎng)鏈烷烴開展研究。研究了催化劑的構(gòu)效關(guān)系，拓展了羥基磷灰石基催化劑在選擇性加氫催化的應(yīng)用，開發(fā)了羥基磷灰石催化體系用于生物質(zhì)基化合物的選擇性催化加氫。
　　第1章首先對(duì)羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行了簡(jiǎn)介，然后重點(diǎn)對(duì)羥基磷灰石基催化劑的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，最后綜述了生物質(zhì)催化加氫反應(yīng)近年的進(jìn)展。
　　第2章介紹了控制合成羥基磷灰石的研究。主

5、要包括溶劑熱法和水熱法制備羥基磷灰石及羥基磷灰石的基礎(chǔ)表征。研究表明，可以通過調(diào)控溶劑合成不同形貌的羥基磷灰石;水熱法合成條件也對(duì)羥基磷灰石的合成有復(fù)雜的影響。
　　第3章介紹了使用鈀負(fù)載的羥基磷灰石催化劑用于苯酚選擇性加氫制備環(huán)己酮的研究。研究發(fā)現(xiàn)該催化體系可以在常溫、常壓氫氣氛圍中定量轉(zhuǎn)化苯酚到環(huán)己酮，延長(zhǎng)時(shí)間沒有過量反應(yīng)。該體系還可以耐受低達(dá)0.1bar的低氫壓和pH=5～9的酸堿環(huán)境。該體系中鈀活性中心和羥基磷灰石協(xié)同作用

6、達(dá)到高效高選擇性轉(zhuǎn)化。
　　第4章介紹了使用釕負(fù)載的羥基磷灰石催化劑用于脂肪酸和油脂選擇性加氫制備長(zhǎng)鏈烷烴燃料分子的研究。羥基磷灰石可以吸附脂肪酸并活化羧基，促進(jìn)Ru對(duì)羧基的加氫過程。該體系可以耐受廢棄油脂中各種雜質(zhì)的影響。并且水熱穩(wěn)定性高，釕納米顆粒和羥基磷灰石載體互相保護(hù)避免流失。
　　本論文主要對(duì)羥基磷灰石負(fù)載的金屬催化劑催化生物質(zhì)基化合物選擇性催化加氫進(jìn)行研究，闡明了催化劑的構(gòu)效關(guān)系，拓展了羥基磷灰石催化體系和生物質(zhì)