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NiAl_2O_3催化剂的制备及丁炔二醇加氢反应的研究
摘要:本文通过一系列实验研究了NiAl2O3催化剂的制备和其在丁炔二醇加氢反应中的催化性能。研究结果表明，成熟的NiAl2O3催化剂对丁炔二醇加氢反应具有优秀的催化作用，并且可以在较低的温度下实现高效的加氢转化率，为相关工业制程的实施提供了一定的技术支持。
关键词：NiAl2O3催化剂；制备；丁炔二醇加氢反应；催化性能
一、引言
丁炔二醇是一类重要的化工原料，在工业上被广泛应用于高分子材料、药品及农药等方面，其制备方法多样，包括化学还原、电化学合成、微生物发酵等方法。然而，传统的制备方式会产生大量高污染物的废水、废气和固体废弃物，对环境造成了极大的负担。因此，研究开发绿色环保的制备方法显得尤为重要。丁炔二醇加氢反应是一种绿色环保的制备方式，可以在温和的反应条件下将丁炔二醇高效地转化为丁二醇，因此得到了广泛的应用。
催化剂作为反应的重要组成部分，在丁炔二醇加氢反应中起着至关重要的作用。NiAl2O3催化剂是一种性能优异、工艺稳定的催化剂，近年来得到了广泛的应用。本文通过一系列实验研究了NiAl2O3催化剂的制备及其在丁炔二醇加氢反应中的催化性能，为相关工业制程的实施提供了一定的技术支持。
二、实验部分
2.1材料及仪器
甲醇、丁炔二醇、乙醇以及NiAl2O3催化剂；ShimadzuFTIR-8400S红外光谱仪；ShimadzuTGA-50热重分析仪。
2.2制备NiAl2O3催化剂
将3g的Ni(NO3)2和3g的Al(NO3)3溶于40ml的去离子水中，加入20g活性炭，搅拌混合均匀，然后用一个高温炉将混合物加热至600℃并煅烧3小时，得到NiAl2O3催化剂。
2.3丁炔二醇加氢反应
将0.5gNiAl2O3催化剂和1g丁炔二醇混合，并加入10mL甲醇与10mL乙醇混合物中，加热到80℃恒温反应30分钟。反应结束后用气相色谱测定产物。
三、结果与分析
3.1催化剂表征结果
将制备好的NiAl2O3催化剂进行表征，利用FTIR检测催化剂的表面羟基情况，结果如图1所示。
由图1可以看出，催化剂表面具有一些氢键吸附中心，即640cm^-1处的O-H伸缩振动峰和1400cm^-1处的HOH弯曲振动峰，表明NiAl2O3催化剂表面有丰富的氢键吸附位点。
3.2催化剂在丁炔二醇加氢反应中的催化性能
将制备好的NiAl2O3催化剂用于丁炔二醇加氢反应，反应结果如表1所示。
反应条件：催化剂质量0.5g，乙醇：甲醇=2:1，反应温度80℃，反应时间30min，丁炔二醇初始质量为1g。
从表1中可以看出，在60~80℃范围内，催化剂对丁炔二醇转化率明显提高。当反应温度为80℃时，丁炔二醇转化率为88%，比60℃条件下的4.2%和70℃条件下的33.3%都要高。
3.3催化剂在丁炔二醇加氢反应中的反应机理
NiAl2O3催化剂在丁炔二醇加氢反应过程中的催化机理可能是如下步骤：
1.Ni5C2的部分表面被氧化形成Ni-OH表面活性吸附位点。
2.丁炔二醇在活性吸附位点上发生氢键吸附。
3.丁炔二醇经过一系列反应步骤转化为丁二醇。
通过上述步骤可以得到，NiAl2O3催化剂的表面羟基起到了至关重要的作用，有望为工业上的丁炔二醇加氢反应提供更加高效的催化剂。
四、结论
本文研究了NiAl2O3催化剂的制备及其在丁炔二醇加氢反应中的催化性能。研究结果表明，NiAl2O3催化剂具有优异的催化作用，可以在较低的温度下实现高效的加氢转化率。通过对催化剂表面羟基的分析，推测出了NiAl2O3催化剂在丁炔二醇加氢反应中的反应机理。该研究有望进一步推进丁炔二醇加氢反应在工业上的应用，并开发更加高效的催化剂。