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以月桂酸和二甲胺为原料合成N,N-二甲基十二烷基酰胺,进行了正交试验,优化了工艺条件,得到质量分数为98.5%的N,N-二甲基十二烷基酰胺作为催化加氢制备叔胺的原料。
以铜和铬为活性组分,碳酸钙为载体,制备不同比例的铜铬催化剂,并对不同比例的铜铬催化剂进行了N,N-二甲基十二烷基酰胺加氢的活性评价,得到当催化剂中铜铬比例为1:1时,催化剂的活性最高。确定铜铬比例为1:1,加入助催化剂组分,采用共沉淀法分别制备了不同比例的Cu-Cr-Ba、Cu-Cr-Mn以及Cu-Cr-La三个系列催化剂,评价了各催化剂的活性和选择性,并用TPD、TPR、BET方法等手段进行了催化剂的H2吸附能力、还原性能、比表面积和平均孔径以及粒度分布的表征。将各催化剂的活性和选择性能评价结果与表征结果进行关联,研究了催化剂中铜铬比例和助催化剂组分对催化剂性能的影响。
研究结果表明,催化剂中铜铬组分的比例和助催化剂组分Ba、Mn和La的加入对催化剂的性能都有较大的影响。其中铜铬比例对催化剂的活性影响显著,当催化剂中铜铬比例为1:1时,N,N-二甲基十二烷基酰胺的转化率可以达到98%以上,产物中十二烷基二甲基叔胺和双十二烷基甲基叔胺总的含量也达到95%以上,但副产物十二醇和高沸物的含量较高,达到了3.2%,表明催化剂的活性较高,但是选择性不够;第三组分的加入对催化剂的活性和选择性的影响有好有差,Mn、La的加入不仅改善了催化剂的活性,同时也改善了催化剂的选择性,其中Mn对改善催化剂的活性和选择性效果最为显著,La对改善催化剂的活性和选择性效果次之,可以使副产物十二醇和高沸物的含量降低至2.3%左右,使酰胺的转化率达到99%以上,而且目标产物十二烷基二甲基叔胺和双十二烷基甲基叔胺总的含量也达到97%以上;Ba的加入降低了催化剂的活性,但改善了催化剂的选择性,效果不如Mn、La。H2-TPD的结果表明,铜铬比例为1:1时,催化剂的吸氢能力最强,Ba的加入降低了催化剂的吸氢能力,而Mn、La的加入增强了催化剂的吸氢能力,结合第三组分对催化剂活性的影响,表明高活性的酰胺加氢催化剂需要强的吸氢能力。H2-TPR的结果表明,助催化剂组分的加入使催化剂中活性组分铜铬的还原性能下降,而结合第三组分对催化剂活性的影响,表明高活性的催化剂不需要有较强的还原性能。