磷化镍催化剂的制备及其在糠醛选择性加氢反应中的应用的任务书.docx

磷化镍催化剂的制备及其在糠醛选择性加氢反应中的应用的任务书
任务书
一、课题背景
随着环保意识的不断提高和能源紧缺问题的日益突出，以能源清洁化、高效利用为目标的绿色化工技术受到了越来越广泛的关注。选择性加氢反应作为一种有效的CO2去除和CO2利用技术，被广泛应用于化工领域中。糠醛是一种供应丰富的生物质废弃物，其在精细化学品合成中得到了广泛的应用，例如合成谷氨酸、咪唑、以及多种药物等。糠醛的选择性加氢反应可以将其转化为2,5-二甲氧基呋喃（DMF）这种具有高附加值的化合物，而磷化镍催化剂相比于常规的Cu-Zn催化剂具有更好的催化性能和选择性，所以在该反应中的应用得到了广泛的研究与应用。
二、研究目的
本课题旨在通过合成磷化镍催化剂并研究其在糠醛选择性加氢反应中的催化性能，探究其在绿色化学领域中的应用前景。
三、主要内容
1.合成磷化镍催化剂
对以硝酸镍和N-异丙基化合物如三乙基膦、三异丙基膦等为前体的磷化镍催化剂进行合成，并通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对其结构进行表征；同时对其比表面积、催化活性等性质进行测试。
2.选择性加氢反应的设计
以糠醛为底物，通过催化反应，将其转化为2,5-二甲氧基呋喃等目标产物；探究磷化镍催化剂对反应产品的选择性和收率的影响等因素，并进行优化设计。
3.研究结果分析与讨论
通过加氢反应的转化率、选择性、产物收率等数据，综合分析磷化镍催化剂的催化性能，并与文献进行对比，探讨影响磷化镍催化剂催化性能的因素，为催化体系的改进和优化提供参考。
四、研究方案
1.材料准备：通过购买9克硝酸镍和磷氢化钠、N-异丙基化合物等材料。
2.磷化镍催化剂合成：按照文献报道的方法进行磷化镍催化剂合成，通过XRD、TEM等对其结构进行表征，并测试比表面积和催化活性等性质。
3.反应器装置搭建：在实验室气氛下完成糠醛选择性加氢反应的反应器装置搭建，配备相关仪器设备以进行后续操作。
4.选择性加氢反应的操作条件优化：通过设计实验考察磷化镍催化剂的催化效率，寻找较优的反应条件。
5.反应结果分析：通过物质分析、反应产物测定等实验手段，对反应结果进行分析和讨论，探究关键影响因素，为催化反应机理提供参考。
五、预期成果
1.合成磷化镍催化剂并进行表征：合成出磷化镍催化剂，并通过XRD、TEM等手段对其表征，测试其比表面积和催化活性等性质。
2.选择性加氢反应：以糠醛为反应底物，通过催化反应成功地将其转化为2,5-二甲氧基呋喃等目标产物，并对反应条件进行优化。
3.研究结果分析与讨论：通过实验获得数据并进行研究结果分析，总结磷化镍催化剂的催化性能，为绿色化学催化技术的发展提供参考。
六、参考文献
1.赵宝顺,章禹慧,贺流波等.磷化镍催化剂的合成及其在C=C区域选择性加氢中的应用研究[J].石油炼制与化工,2019,50(5):50-55.
2.张淼淼,王义勇,朱志刚等.磷化镍催化剂的制备及其在芳基化合物加氢反应中的应用[J].石油化工技术开发,2019,48(1):159-164.
3.Wang,Y.M.,He,Y.,Huang,C.W.，etal.Phosphorus-NickelCatalystsfortheSelectiveHydrogenationofFunction-directedC=CBondsinBiomass-derivedMolecules[J].catalysisletters,2015,145(4),779-787.