环己酮制备己内脂过程中催化剂的选择

王少旭(河北省石家庄白龙化工股份有限公司， 河北 石家庄 050000)

环己酮制备己内脂过程中催化剂的选择

王少旭(河北省石家庄白龙化工股份有限公司， 河北 石家庄 050000)

一些传统的催化剂，在环己酮制备己内脂过程中进行了介绍，包括镍催化剂，铅催化剂和非晶态合金催化剂；过渡金属纳米催化剂的离子液体及其发展前景稳定的优点。

催化剂；环己酮；过渡金属

作为一种重要的化工原料，环己酮是主要通过氧化环己烷和苯酚加氢来制备，会造成环境污染、资源浪费。这方面的关键是合适催化剂的缺少。非晶合金在以“原子经济”和“绿色”发展趋势化工生产符合现代化的要求，引起了人们的广泛关注。然而，非晶态合金催化剂的晶化很容易，热稳定性不高，限制了它们的应用。本文研究了环己酮制备己内脂过程中催化剂的选择的有关问题。

1 传统催化剂

由于纳米粒子的粒径小，粒子的比表面积大等特点，过渡金属具有良好的催化性能和高选择性。对主要的Pd，苯酚的反应加氢催化剂Ni、Cu等过渡金属。过渡金属催化剂按照有无载体可以分为无载体型和载体型两大类。其中金属是Ni和Pd在环己酮制备己内脂过程中表现出良好的活性和选择性，具有较强的催化能力。

1.1 过渡金属非负载型催化剂

胶态钯和非负载镍催化剂Ni和Pd是目前所使用的主要非负载型钯催化剂。由于其制备相对简单，实验的操作过程也相对方便，所以无负载型催化剂在催化加氢反应中得到了广泛的应用。然而，由于其所需的反应条件十分的苛刻、反应物容易发生聚合、活化还有失活等原因，会导致反应的活性严重降低，这也使得非负载催化剂在工业中的应用受到了严重阻碍。

1.2 过渡金属催化剂

Al2O3、活性炭、MgO、二氧化硅等都属于负载型催化剂。负载型催化剂相比于无负载型催化剂，具有使用成本低、载体和催化剂所需的反应条件比较温和等优点，所以负载型催化剂在实际生产中得到更加广泛的应用。

(1)镍催化剂。甲醇水溶液中苯酚的催化加氢反应的放热和吸热重整反应压力和反应温度采用同类型催化剂的反应是相似的，在系统中的液相反应在雷尼镍催化剂提出，甲醇水相重整在用于环己酮苯酚选择性加氢系统同时产生氢气，实现在液相催化加氢的同时，也可以完成水相重整2偶联反应。而甲醇水相重整氢生产工艺通过2偶联反应，将会明显的提高甲醇的转化率；镍作为催化剂，实现环己酮制备己内脂的高效率，还原的方法远远优于传统的氢。

实验室制备Ni催化剂的方法：首先在实验室应该准备适量的质量分数为20%的氢氧化钠溶液，然后再将铝合金镍粉沫缓慢加入溶液中，并且保证2-3h之内，使得溶液的温度缓慢上升到80℃，镍铝合金粉提取铝，等到铝到小于6%质量分数的时候，将溶液静态过滤。等到除去溶剂后，先用去离子水洗涤温度70一80℃，然后在室温下洗涤去离子水的pH值为8至9的雷尼镍催化剂。

(2)负载型铅催化剂。在催化加氢反应中，过渡金属催化剂的PH值基本都可以表现出良好的活性和选择性。不论是催化剂载体还是催化剂本身表现出的化学性质，都对环己酮制备己内脂过程中催化剂的选择有较大帮助。在这些负载型催化剂中，由于Al2O3的力学性能十分优良，而钯/碳催化剂的制备工艺相对简单，所以在工业应用中这两种负载型催化剂是应用得最为广泛的。

实验室制备钯／碳催化剂的方法：首先根据具体的催化剂质量分数的特定要求，实验室会将氯粉配置好，然后将配置好的氯粉溶于浓盐酸和水，然后用清水稀释，搅拌，浸渍炭蒸，然后放入高压反应釜，充氢还原，保存在无水无氧条件。

(3)非晶态合金催化剂。合金中出现所含的原子或混合物中排列完全无序的情况，这种合金称为非晶态合金。非晶态合金在空间中不会出现平动和循环等情况，具体表现为短程有序、长程无序。由于非晶态合金特殊的结构特性，使得其具有优良的化学特性，尤其是催化性能，而非晶态合金的制备和使用都是完全无污染的，符合现代化学绿色的发展趋势，所以必将会得到大力度的发展。根据非晶态合金催化剂的组成结构不同，主要分为有2种类型：过渡金属+金属，如Ni、P、Co、B 、Si等，添加金属元素能显著提高金属+金属非晶态结构的稳定性 ；Zr、Ni、Fe等。

2 新型离子液体稳定金属纳米催化剂

在活性炭分子筛催化剂载体可以很容易地实现产品的回收和分离，但过渡金属纳米颗粒负载在使用过程中存在的烧结现象，这就会降低催化剂的活性以及反应过程中的传质影响，降低催化效率。作为一种环境友好的溶剂离子液体，新型离子液体稳定金属纳米催化剂具备可靠的稳定性，使得它能够有效地避免由于反应过程中造成的环境污染问题。

3 结语

在环己酮制备己内脂过程中，离子液体催化剂不仅具有良好的稳定性，而且是一种环境友好型的溶剂。作为一种稳定剂，离子液体拥有双重稳定的效果，可以使得在反应的过程中过渡金属纳米颗粒分散更均匀、稳定；而作为一种环境友好型的溶剂，离子液体可以由温度控制系统、有机溶剂、溶液回收，回收催化剂损失分离，减少环境污染。所以，从发展的眼光看来，发展新型离子液体稳定金属纳米催化剂将会为工业发展带来新的动力。

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