文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
非晶态Pd-B/C合金催化剂选择性加氢脱氯制备高纯氯乙酸的研
究
姓名:王罡
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:李福祥
20100501
太原理工大学硕士研究生学位论文
非晶态 Pd-B/C 合金催化剂
选择性加氢脱氯制备高纯氯乙酸的研究
摘要
氯乙酸作为一种重要的有机化工中间体广泛应用于农药医药染
料 CMC 香料食品防腐剂和多种精细化工产品中目前国内氯乙酸生
产普遍采用的是间歇的乙酸直接氯化法催化剂多采用硫磺醋酐等但
是不论采用是采用硫磺法还是醋酐法产品结晶提纯后都不可避免的会产
生 10%~20%的氯乙酸母液这些母液的生成不仅提高了生产成本而且会
对环境造成污染因此开发一种高活性高选择性的加氢催化剂在乙
酸连续氯化后再进行连续加氢从而实现氯乙酸母液的零排放和氯乙酸生
产工艺的连续化就具有了十分重要的意义
非晶态合金是一类介于晶态和无定型物质之间的特殊材料在结构上
表现为长程无序而短程有序这种独特结构使其具有优良的催化性能如
反应活性好选择性高和抗中毒能力强等突出优点尤其是在制备过程中
环境污染少符合当今化工生产绿色化的发展趋势而日益引起人们的重
视本论文以活性炭作为载体采用化学还原法制备了负载型 Pd-B/C 非晶态
合金为催化剂并将其应用于乙酸氯化液加氢脱氯制备高纯氯乙酸的反应
中进行了催化性能研究有关研究内容及结果如下
1 采用高比表面的活性炭作为催化剂载体 KBH4 作为还原剂备了
Pd-B/C 非晶态合金催化剂运用 XRD 分析手段对催化剂进行了表征确定
I
太原理工大学硕士研究生学位论文
了催化剂的非晶态结构通过考察各种制备参数如催化剂前驱体热处理温
度还原剂碱度金属 Pd 负载量对 Pd-B/C 非晶态合金催化剂催化性能的
影响综合考虑确定了催化剂的最佳制备条件为催化剂前驱体热处理温
度为 200 焙烧 2h 还原剂碱度为 NaOH 金属 Pd 负载量
为 %
2 考察了不同加氢反应温度条件下对负载型 Pd-B/C 非晶态合金催
化剂催化乙酸氯化液选择性加氢制备高纯氯乙酸的影响结果表明反应
温度为 130 时反应时间 3h 二氯乙酸的转化率即达到 % 继续升
高反应温度对催化活性和选择性影响较小
3 通过向 Pd-B/C 非晶态合金催化剂中添加过渡金属(Ru Co Ag
Y)和稀土金属(Ce La Nd Th) 考察了金属助剂对非晶态合金催化剂催
化性能的影响结果表明用 Ru La Ce Th 修饰 Pd-B/C 非晶态合金催
化剂可以有效提高催化剂的催化加氢活性和选择性反应后二氯乙
酸的转化率均达到 100%对一氯乙酸的选择性也在 80%以上而添加添加
Ag Nd 则对催化性能产生不利影响添加 Co Y 作为助剂对催化剂的
活性和选择性影响不大
4 在不同温度下 H2 还原制备了 Pd/C 催化剂并考察了对乙酸氯化
液催化加氢合成氯乙酸的催化性能结果表明在 250 条件下制备的 Pd/C
催化活性最高反应 3h DCA 的转化率即达到 100% MCA 收率为 %
通过与 KBH4 还原制备的 Pd-B/C 非晶态合金催化剂催化性能对比发现非
晶态合金 Pd-B/C 催化剂具有更好的活性和选择性
5 考察了 Pd-B/C 非晶态合金催化剂的催化加氢稳定性并且与 H2
II
太原理工大学硕士研究生学位论文
还原制备的 Pd/C 催化剂稳定性进行了对比结果表明 Pd-B/C 催化剂的稳
定性远高于 Pd/C 催化剂 Pd-B/C 催化剂在使用了 19 次后二氯乙酸的 5h
转化率仍能保持在 60%以上 Pd/C 催化剂在使用 14 次后二氯乙酸的转化
率就降低到 30%以下
通过以上的研究我们认为负载型的 Pd-B/C 非晶态合金催化剂在应用
于乙酸氯化液选择性加氢脱氯制备高纯氯乙酸的反应中表现出转化率高
选择性优稳定性好的特点是一种具有潜在工业化应用前景的催化剂
关键字非晶态合金 Pd-B/C 加氢脱氯氯乙酸
III
太原理工大学硕士研究生学位论文
STUDY ON AMORPHOUS Pd-B/C ALLOY CATALYSTS
SELECTIVE HYDRODECHLORINATION FOR THE PREPARATION
OF HIGH PURITY MONOCHLOROAC