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六苄基六氮杂异伍兹烷(苄基IW)是制备高能量密度笼形硝胺化合物六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的前体化合物,它的氢解脱苄乙酰化是制备HNIW的关键步骤。大量贵金属催化剂的使用导致HNIW合成成本居高不下,大大限制了其应用。开发高活性Pd(OH)2/C氢解脱苄催化剂,以大幅度降低HNIW合成成本具有重要意义。 本文综述了Pd/C催化剂的制备方法、载体活性炭预处理方法及Pd/C催化剂在精细化学品合成中的应用。 选择四种不同来源的活性炭为载体,探索了不同氧化预处理方法对活性炭表面化学性质的影响,找出了较适宜的活性炭预处理方法和制备高活性苄基IW氢解脱苄催化剂的适宜载体类型。采用“浸渍沉积法”制备Pd(OH)2/C催化剂,并利用透射电子显微镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、X射线光电子能谱(XPS)和程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂样品进行了表征。 探索了活性组分钯负载量、加料顺序、碱的种类、Na/Pd比例和浸渍温度等因素对Pd(OH)2/C催化剂活性的影响。找出了制备高活性Pd(OH)2/C催化剂的较佳制备工艺条件,即以采用30%硝酸预处理的ACROS Organics颗粒状活性炭(AC-C-30)为载体,碳酸钠为碱源,反应温度为5℃,钯负载量为9%。在钯用量为底物苄基IW质量的0.3%时,氢解脱苄乙酰化产物收率最高达到94.7%。 探索了制备Pd(OH)2/C催化剂的放大工艺,找出了活性炭投料量为200 g时,高活性Pd(OH)2/C催化剂的较佳制备工艺条件。为该催化剂的工业化应用打下了良好的基础。 研究了Pd(OH)2/C催化剂在苄基IW的二次氢解反应中的应用。发现该催化剂在苄基IW的二次氢解反应中也具有优异的活性。在催化剂用量为通常市售催化剂用量的二分之一情况下,二次氢解产物收率最高达到96.7%。而且循环使用两次,活性无明显降低。 初步探索了自制的Pd(OH)2/C和Pd/C催化剂在对苯二甲酸加氢反应中的应用。