奈米NiB、CoB非晶態合金觸媒於檸檬醛選擇氫化反應之研究

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Title:	奈米NiB、CoB非晶態合金觸媒於檸檬醛選擇氫化反應之研究
Authors:	江淑媜;Shu-Chen Chiang
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	CoB;檸檬醛;選擇氫化反應;NiB;奈米
Date:	2003-06-18
Issue Date:	2009-09-21 12:21:56 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	本研究以化學還原法製備奈米NiB、CoB 及NiCoB 合金觸媒，探討觸媒於檸檬醛之選擇性氫化行為，瞭解觸媒製備、反應溶劑(乙醇、環己烷、正己烷)及促進劑對反應活性及選擇性之影響。以NiB 為觸媒，鹽類選取以醋酸鎳最佳，反應溶劑以乙醇反應活性最佳、環己烷次之、正己烷最差。NiB 觸媒不論催化活性或產物選擇性皆明顯優於倫尼鎳觸媒，其中P-2WNiB 觸媒反應活性是 P-1NiB 的2.1 倍。NiB 觸媒之檸檬醛氫化反應路徑，皆優先選擇氫化共軛C=C/C=O 中的C=C 鍵成香茅醛，再氫化共軛C=O 鍵成香茅醇。以P-2WNiB 為觸媒，香茅醇會繼續氫化成全氫化產物3,7-二甲基-辛醇，以P-1NiB 為觸媒，僅生成少量的全氫化產物。 NiB 觸媒的溶劑明顯影響反應活性與選擇率，以乙醇為檸檬醛氫化反應溶劑時，明顯使反應速率加快。P-1NiB 觸媒，反應一小時之轉化率相對大小為乙醇(2.1)>環己烷(1)>正己烷(0.6)。使用環己烷為反應溶劑，幾無全氫化產物；使用乙醇溶劑時，則有微量的全氫化產物產生。P-2WNiB 觸媒，不論使用環己烷或乙醇為反應溶劑，皆不影響產物的分佈，唯使用乙醇溶劑時，反應速率加快。添加鉻、釷、鎢促進劑於P-1NiB 觸媒中皆顯著促進反應活性，其中又以鉻的促進效果最佳。反應一小時之轉化率相對大小為 10%Cr-NiB(4.7)>10%Th-NiB(3.9)>5%W-NiB(2.8)>P-1NiB(1)。在中轉化率下，對主產物香茅醛之選擇率影響不大，在高轉化率下，產物分佈則有明顯差異。添加鉻、釷、鎢促進劑，香茅醇會快速氫化成全氫化產物。以CoB 為觸媒，鹽類選取以醋酸鎳最佳，反應溶劑以乙醇反應活性最佳、環己烷次之、正己烷最差。CoB 觸媒不論催化活性或產物選擇性皆明顯優於倫尼鈷觸媒，其中P-2WCoB 觸媒反應活性是 P-1CoB 的1.7 倍。CoB 觸媒之檸檬醛氫化反應路徑不同於NiB 觸媒，皆優先選擇氫化共軛C=C/C=O 中的C=O 鍵成橙花醇與香葉醇，再氫化共軛C=C 鍵成香茅醇，反應過程幾無全氫化產物，反應過程僅少量香茅醛的生成。 CoB 觸媒的溶劑明顯影響反應活性，對選擇率的影響較小，以乙醇為反應溶劑，反應速率明顯增快，以正己烷為反應溶劑，反應速率反而下降。P-1CoB 觸媒，反應一小時之轉化率相對大小為乙醇(5.5) >環己烷(1)>正己烷(0.2)。P-1CoB 觸媒，使用乙醇為反應溶劑，幾無全氫化產物，且僅有微量的香茅醛(<3%)產生；使用環己烷溶劑時，有相當量的香茅醛(10%)產生。在P-1CoB 觸媒中，添加氧化鎢有較顯著的促進效果，添加氧化釷與氧化鉻則幾無促劑效果。促進劑的氫化路徑皆與CoB 觸媒相同，且最後只停留在香茅醇產物。添加鉻、釷促進劑，不影響橙花醇與香葉醇之選擇率，添加鎢促進劑，使橙花醇與香葉醇之選擇率略降低。 NiCoB 雙金屬觸媒在與NiB 相同的反應條件下檸檬醛氫化活性明顯優於NiB 觸媒，且Ni0.7Co0.3B 觸媒之氫化活性是NiB 的1.5 倍。 CoB 的存在使NiB 更具催化活性，NiB、CoB 並非獨自扮演催化角色， NiB 與CoB 必然產生交互作用。
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