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Rh/UiO-66-NH2催化1,4-丁炔二醇加氢性能研究

2019-02-13任勇潘越刘德蓉袁涛熊伟冯岐邱会东

应用化工 2019年1期
关键词:催化剂

任勇,潘越,刘德蓉,袁涛,熊伟,冯岐,邱会东

(重庆科技学院 化学化工学院,重庆 401331)

1,4-丁烯二醇广泛运用于高分子材料、造纸、电镀等行业[1]。工业制备1,4-丁烯二醇的方法是利用Lindlar催化剂催化丁炔二醇加氢所得,该催化剂因掺杂Pb,可能会对环境造成污染[2]。因此,进一步研究绿色高效的催化剂具有重要的意义。

金属有机框架材料(MOFs)因具有较大的比表面积、高孔容、良好的热稳定性,已受广泛关注[3-5]。张明明[6]、李闯[7]、Yin等[8]利用MOFs负载贵金属制备的PVP-Pd@ZIF-8、Pt@ZIF-8、Pd@MIL-101(Cr)用于催化丁炔二醇加氢,均取得了较好的催化效果。

本文用UiO-66-NH2作为载体,通过浸渍法,制备Rh/UiO-66-NH2催化剂,用于催化丁炔二醇加氢研究,通过优化实验条件,得到了较好的催化加氢效果。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1,4-丁炔二醇、聚乙烯吡咯烷酮K30、异丙醇、三氯化铑、四氯化锆、2-氨基-对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)均为分析纯;高纯氢气。

XRD-7000 X射线衍射仪(XRD);EDAX-TSL扫描电子显微镜(SEM);HCT-1热重分析仪(TGA);Autosorb IQ N2吸附仪;Tensor27傅里叶红外光谱仪;CJF-3高压反应釜;6890N气相色谱仪。

1.2 Rh/UiO-66-NH2催化剂的制备

将125 mg ZrCl4,134 mg 2-氨基-对苯二甲酸溶于15 mLN,N-二甲基二酰胺(DMF)和1 mL盐酸中,超声分散30 min。转移至50 mL聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,将釜放入鼓风干燥箱中,120 ℃下反应24 h,冷却至室温。倒出混合物,在4 000 r/min转速下离心15 min。滤去上层清液,用10 mL DMF和10 mL乙醇各洗涤沉淀物3次,60 ℃下真空干燥12 h,得到UiO-66-NH2[9]。

将一定量的0.02 mol/L RhCl3溶液、PVP-K30及100 mL的异丙醇加入三口烧瓶中,磁力搅拌30 min。加入载体UiO-66-NH2,浸渍16 h。放入油浴锅中,在100 ℃下回流4 h,冷却至室温。抽滤,60 ℃下真空干燥12 h,制得Rh/UiO-66-NH2催化剂[10]。

1.3 1,4-丁炔二醇催化加氢

带机械搅拌的0.1 L不锈钢高压反应釜中,依次加入40 mL甲醇溶解的1,4-丁炔二醇溶液和一定量的催化剂,用高纯氢气置换釜内空气3次,充入氢气,升温、搅拌,在140 ℃加氢30 min。……

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