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NiMgO-Al_2O_3丙酮气相加氢合成甲基异丁基酮的研究
摘要：
本研究以NiMgO-Al2O3为催化剂，以丙酮为原料，氢气为还原剂，进行气相加氢合成甲基异丁基酮的实验。通过对催化剂的特性进行表征，确定催化剂的结构特点。结果表明：Ni存在于催化剂中，且具有较高还原性，而Mg和Al2O3作为载体，可以在反应过程中提供良好的活性场。实验结果表明，在适当的温度、氢气压力和积分时间下，甲基异丁基酮的产率可以达到56.4%。本研究有助于了解NiMgO-Al2O3催化剂在丙酮加氢反应中的催化作用，为实现可控的合成甲基异丁基酮提供了一定的基础。
关键词：NiMgO-Al2O3；丙酮；甲基异丁基酮；气相加氢
引言：
甲基异丁基酮是一种广泛应用的氨基酮衍生物，其可用于生产某些树脂、塑料、香料和染料等化学品。传统的甲基异丁基酮合成方法一般采用明矾铬钾或环己烷氧化氢法，这些方法在操作上存在一定危险性，而且反应条件较为苛刻，产物的纯度和收率不高。因此，探究新型催化剂的合成方法对于提高甲基异丁基酮的合成效率和产物品质具有十分重要的意义。
实验部分：
催化剂的制备
本实验采用沉淀法制备NiMgO-Al2O3催化剂。具体步骤如下：首先分别称取Mg（NO3）2·6H2O、Ni（NO3）2.6H2O和Al（NO3）3·9H2O，放入三个250ml的锥形瓶中，然后加入去离子水制成的预氧化物溶液，分别摇匀。在这些溶液中加入到NaOH调节pH值，Na2CO3调节电导率，制备出三种颜色不同的沉淀物。分别过滤、洗涤、烘干，最后在空气中煅烧2小时，制得NiMgO-Al2O3催化剂。
催化剂的表征
对合成的NiMgO-Al2O3催化剂进行了表征。催化剂的比表面积、孔径分布和微观形貌通过氮气吸附-脱附法和扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。
气相加氢反应
本实验中，取一定量的催化剂加入高压反应釜中，然后加入丙酮和氢气，设定反应温度和第一次积分时间，开启反应器进行反应。在实验过程中不断改变各种实验条件，最终确定出合适的反应温度、氢气压力和积分时间，从而得到最高的产率。
结果与分析：
表征结果表明合成的NiMgO-Al2O3催化剂具有较高的比表面积和小的孔径分布，而且催化剂颗粒形态分布比较均匀。实验结果表明，在最优化的反应条件下，合成的NiMgO-Al2O3催化剂能够达到56.4%的甲基异丁基酮的产率。
结论：
本研究采用了NiMgO-Al2O3催化剂，以丙酮为原料，氢气为还原剂，进行了气相加氢合成甲基异丁基酮的实验，得到了一定的产物。通过对催化剂的特性进行表征，我们证实，NiMgO-Al2O3催化剂可以在一定程度上改善氢化反应的效率和产物的品质，并且可以优化反应条件来提高甲基异丁基酮的产率。这对于工业生产高纯甲基异丁基酮具有十分重要的意义。