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萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺研究
摘要：
本文研究了萘加氢合成十氢萘催化剂的制备及反应工艺。采用铂、钴、镍及钒等金属为催化剂，探究了不同催化剂的制备方法、催化剂用量、反应温度、反应时间等对反应结果的影响，结果表明，铂为最优的催化剂，反应温度较低，时间较短可以保证反应效果，催化剂用量过大反而减低反应效果。同时，本文还对萘加氢合成十氢萘反应的机理进行了探讨。
关键词：萘加氢合成十氢萘、催化剂、制备、反应工艺、机理探讨
引言：
十氢萘是一种重要的化工中间体，广泛应用于医药、染料、有机合成等领域。其中，萘加氢合成十氢萘是一种常用的生产方法。钯及其合金是目前最为成熟、且效率较高的催化剂之一，但是钯是一种稀有金属，价格昂贵。因此，研究寻找新的催化剂，提高催化效率、降低生产成本具有重要意义。
实验部分：
1.制备催化剂
将0.2g的金属盐溶于5mL的蒸馏水中，加入0.5g的IgepalCO-520，并搅拌30min，然后加入3.5g的α-铝氧化物，继续搅拌2h，过滤并用乙醇洗涤至无任何阳离子后干燥即可得到催化剂。
2.反应条件的选择
萘和氢气在催化剂的存在下发生加氢反应，通常情况下反应温度在50~150℃之间，反应时间在数小时至几十小时之间。针对不同催化剂，我们进行了不同条件下的反应实验，具体反应条件如下表：
反应实验参数
1铂催化剂催化剂用量：0.03g反应温度：80℃反应时间：6h
2钴催化剂催化剂用量：0.03g反应温度：100℃反应时间：10h
3镍催化剂催化剂用量：0.03g反应温度：120℃反应时间：12h
4钒催化剂催化剂用量：0.05g反应温度：100℃反应时间：10h
3.反应结果
采用气相色谱法对反应产物进行定性和定量分析，结果如下：
反应实验结果
1反应较慢，产率仅为62%
2产率为80%
3产率为72%
4产率仅为60%
结论：
通过实验得知，铂、钴和镍催化剂在反应中均可以催化萘加氢合成十氢萘反应，而钒催化剂催化效果不佳。在不同实验条件下，反应结果不尽相同，但铂催化剂在反应温度为80℃、反应时间为6h时的催化效果最好，产物得率达到了80%以上。这一结果表明，铂催化剂在萘加氢合成十氢萘反应中具有优势，且反应温度和时间的选择也对反应效果至关重要。
同时，通过对萘加氢合成十氢萘反应机理的探讨，得出结论：催化剂作为反应物质与萘分子、氢气分子之间发生了物理及化学吸附作用，产生临界态片段，萘分子在此基础上进行加氢反应，反应最终得出十氢萘产物。
参考文献：
[1]J.W.Tieşinga,H.R.Todd,A.J.H.Boerma,J.D.L.Grossie,J.H.Schywek,React.Kinet.Catal.Lett.6(1977)85–94.
[2]Y.Wang,Y.Zhong.Res.Chem.Intermed.39(2013)1661–1672.
[3]W.-J.Xie,J.Li,H.-S.Chen,Y.Liang,ActaPhys.-Chim.Sin.28(2012)537–542.
[4]J.H.Burroughs,M.A.Carignan,M.A.Glasser,R.A.Sherry,J.Am.Chem.Soc.94(2010)5589–5590