新型镍基纳米催化剂的制备及加氢性能研究

本项目将设计并制备一种新型的镍基纳米催化剂，并系统研究其调控下芳香不饱和化合物的选择性加氢反应，以根据反应要求制备出选择性加氢产物。项目组将以前期工作中确定的具有高加氢活性的过渡金属镍作为主要催化活性组分，镧和作为助催化剂，通过添加高分子化合物并应用超声波技术，抑制纳米粒子的团聚，控制生成的纳米粒子的尺寸、形状和均匀性。然后根据加氢反应的要求，通过低温水热合成的方法在制备的镍基纳米粒子的外侧包裹一层不同材质、孔径和厚度的壳，进一步防止纳米粒子的团聚。同时利用壳材料的特性来提高催化剂性能，从而制备出一种新型的核壳结构镍基纳米催化剂，本项目选择介孔二氧化硅作为壳层。在成功制备目标碱催化剂的基础上，以二苯甲酮选择性加氢反应为模型，研究不饱和化合物的加氢反应，考察制备方法对催化剂结构的影响以及不同催化剂结构对反应底物的加氢活性、选择性和稳定性的影响。采用GC-MS、LC-MS和NMR表征方法对反应液、产物及相关中间体进行表征，探究催化加氢反应机理，指导反应条件优化。本项目制备的镍基纳米催化剂对芳香族不饱和化合物表现出较高的催化加氢活性和稳定性，期待此类催化材料可以应用于不饱和化合物选择性加氢的研究，未来将用于替代更为昂贵的贵金属催化剂。该材料制备简便、绿色环保、性能优良，将成为一种低成本、经济的催化加氢催化剂，其在不饱和化合物加氢反应工业生产中的应用无疑将产生较高的经济效益。