mof-5负载贵金属催化剂的制备及其在氢甲酰化反应中的应用

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1、MOF-5负载贵金属催化剂的制备及其在氢甲酰化反应中的应用PreparationandApplicationinHydroformylationofHigherOlefinsofMetalOrganicFrameworksMOF-5SupportedNovelMetalCatalysts工程领域：化学工程作者姓名：刘倩指导教师：刘伯潭副教授企业导师：丛山高级工程师天津大学化工学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日

3、期：年月日摘要氢甲酰化反应（Hydroformylation）是目前化工领域内最重要的均相催化反应之一。其主要产物可用来制备各类溶剂、增塑剂、表面活性剂等化工产品。近年来，Rh、Co均相催化体系常用于氢甲酰化反应的工业生产，其反应活性高、选择性高，但仍存在催化剂分离回收难等问题，在高碳烯烃反应中尤为突出。因此，高碳烯烃氢甲酰化反应催化体系的研究具有重要意义。金属有机骨架材料（Metal-organicframeworks,MOFs）是目前纳米多孔材料领域中研究和发展较快的一类晶体材料，它具有优异的物理化学性质如：多维网状的结构、较大的比表面积和可

4、功能化的规整孔道结构。这些优异的结构特征和化学性质使其成为很多客体分子的载体，负载活性中心成为优秀的催化材料。本文主要研究了最具代表性的MOFs材料——MOF-5负载贵金属制备催化剂。通过负载不同的金属粒子来制备一系列的单、双金属催化剂，应用于烯烃氢甲酰化反应中并测试其催化性能。以高纯MOF-5为载体，采用浸渍法将氯化铑负载在载体上制备出单金属催化剂Rh@MOF-5；负载氯化铑、氯化镍制备出Rh-Ni@MOF-5双金属催化剂；将氯化铑、硝酸铜负载其上制备出Rh-Cu@MOF-5双金属催化剂。采用XRD、FTIR、TG、SEM、TEM、EDS等方法

5、对各种催化剂进行表征查看其结构性质。最后，将其应用于1-己烯、1-辛烯和1-癸烯氢甲酰化反应，探究其催化性能。结果表明：负载金属粒子后所制备的催化剂均能保持完整的MOF-5晶体骨架结构，具有明显的晶格特征和较强的热稳定性，双金属催化剂较单金属拥有更高的催化活性。对各个催化剂进行循环使用性能测试，结果表明所制备的催化剂均具有良好的循环使用性能，有利于降低催化剂工业化应用的生产成本。关键词：金属有机骨架材料，氢甲酰化反应，MOF-5晶体，催化剂载体IIIABSTRACTHydroformylationisoneofthemostimportantho

6、mogeneouscatalyticreactioninchemicalindustry.Themainproductscanbeusedasthekeymaterialsforthepreparationofvarioussolvents,plasticizers,surfactantsandsoon.Inrecentyears,RhandCohomogeneouscatalyticsystemsareoftenusedinindustrialproduction,whichhavehighreactionactivityandselectiv

7、ity,butthereisstilladifficultproblemofseparationandrecoveryofcatalyst,especiallyforhydroformylationofhigherolefins.Therefore,itisofgreatsignificancetostudythecatalyticsystemofhydroformylationofhigherolefins.Metal-organicframeworkisthefieldofnanoporousmaterialsintheresearchand

8、developedfastintheseyears.Ithasexcellentphysicalandchemicalpropertie