LiOH修饰的Ru-Rh/γ-Al2O3催化2,4-甲苯二胺加氢合成1-甲基-2,4-环己二胺的研究

• 作者: 丰枫 卢春山 吕井辉 张群峰 李小年 许孝良 钟友坤 马磊
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 生物学
• 关键词: Ru-Rh/γ-Al2O3 LiOH修饰 2,4-甲苯二胺 催化加氢
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 化学工艺
• 页码范围: 1379-1388
• 页数: 10页
• 分类号: Q813.11
• 字数: 6655字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2017.06.017

摘要

2,4-甲苯二胺(2,4-TDA)催化加氢合成1-甲基-2,4-环己二胺(2,4-MCHD)具有对环境友好、原子经济性高等优点,但是易发生脱氨基副反应.研究采用LiOH修饰的Ru-Rh/γ-Al2O3双金属催化剂同时提高了2,4-TDA的转化率和2,4-MCHD选择性,并考察了Rh/Ru比、LiOH浓度对催化剂性能的影响.研究表明,在温度为180℃、压力8.0 MPa和催化剂与2,4-TDA质量比为0.1的条件下反应8 h,随Rh/Ru比增大,即Ru含量固定为5%(wt),Rh含量由0增加至5%(wt),2,4-TDA转化率逐渐由45.62%增加至99.55%,2,4-MCHD选择性稳定在84%以上;浸渍LiOH对Ru-Rh/γ-Al2O3的2,4-TDA转化率没有影响,但当LiOH水溶液浓度为40%(W/W)时,2,4-MCHD选择性进一步提升至95.36%,收率为94.92%;催化剂经10次循环使用后仍保持较高的活性和选择性.通过BET、TEM、EDX、XRD、H2-TPR、XPS和CO2-TPD等方法对催化剂表征分析发现,加入Rh可形成Ru-Rh合金并通过双金属协同作用,抑制Ru纳米颗粒的聚集,减小金属颗粒粒径,同时Ru-Rh合金的电子转移促使Ru处于缺电子价态,降低了对苯环的吸附活化能垒,富电子态Rh将吸附的氢活化后再经过氢溢流作用传递至Ru上参与苯环加氢反应,使Ru-Rh/γ-Al2O3加氢活性显著提升.LiOH在室温下与 γ-Al2O3形成LiAl2(OH)7·2H2O碱式盐,增强了 γ-Al2O3表面碱性,抑制氨基在催化剂表面的吸附,促进2,4-MCHD选择性的提高.