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众所周知,丙烯酸(AA)是一种日常生活中非常重要的基础聚合物单体和化学原料,已被广泛的用于合成其他各种化学品衍生物,包括丙烯酸酯、聚合物、塑料等。目前我国的丙烯酸合成主要来源于石油丙烯的两步合成。随着近些年来世界石油资源的日趋减少,加剧了石油供需之间的差距,促使原油价格不断上升,更是为石油基丙烯两步合成法带来了不确定性因素。为了摆脱对石油基丙烯的过度依赖,走我国能源自给的发展道路,合理的发展非石油路线合成丙烯酸是一条非常有前景和重要的工艺合成路线。它是基于水,CO和乙炔的反应,是理想的原子经济反应。它充分利用了电石的乙炔和CO产物,是丙烯氧化为丙烯酸的理想替代品。蛭石拥有独特的诸多优点:(1)是一种廉价易得的天然硅铝酸盐矿物质;(2)它的化学性质稳定,具有很好的隔热和绝热的能力;(3)可剥离的独特二维层状结构;(4)内部含有比较多的游离阳离子,使得蛭石有阳离子交换的能力等。基于目前的研究报道,本论文以氧化镍为活性金属,以处理过的蛭石为载体。从载体的比较,不同的焙烧方法和载体的改性上对负载型催化剂进行了一个比较全面的研究。探究了蛭石为载体的催化剂应用于乙炔羰基化合成丙烯酸的反应活性。主要从事的研究内容概括为以下方面:(1)本论文首先选择了NaY分子筛,MCM-41分子筛,HY分子筛,滑石粉(TP)和膨胀的二维层状蛭石(2D-VT)做为载体,负载了镍元素为11.4 wt%的氧化镍后,获得了载体不同的NiO/NaY,NiO/HY,NiO/MCM-41,NiO/TP和NiO/2D-VT催化剂。在一系列条件的优化之后,获得了NiO/2D-VT催化剂在四氢呋喃作为溶剂,CuBr2作为助催化剂,初始压力为3 MPa,在235℃下反应60分钟获得了最佳的丙烯酸收率:83.14%。通过多种表征手段发现,2D-VT载体本身具有的羟基二维层状结构为活性金属NiO提供了负载位点,其促进了氢羧基的形成。此外,2D-VT拥有非常好的热稳定性,制备的NiO/2D-VT催化剂在乙炔羰基化合成丙烯酸的活性测试中表现出了最少的负沉积物,显示出了良好的丙烯酸选择性。在催化剂的循环试验中,相比于其他催化剂,NiO/2D-VT催化剂失活的更慢,催化性能表现的更好。同时对NiO/2D-VT催化剂失活的主要原因进行了探究研究,发现2D-VT表面负载的氧化镍流失是催化剂失活的主要原因。(2)比较了上述不同载体负载NiO的催化剂之后,发现了NiO/2D-VT催化剂虽然活性比较好,但是焙烧之后负载在2D-VT表面的氧化镍的粒晶比较大,以Ni(NO3)2·6H2O/2D-VT为前驱体复合材料,在不同的煅烧处理方法下,得到了不尽相同的焙烧催化剂,以用于羰基化催化合成丙烯酸。通过多种发现微波(MW)辐射煅烧催化剂(MW-NiO/2D-VT)表现出比马弗炉(MF)煅烧催化剂(MF-NiO/2D-VT)更好的催化性能。在最优的反应条件下,丙烯酸收率达到86.3%。并且在反应过程中,与MF-NiO/2D-VT催化剂相比,MW-NiO/2D-VT催化剂表现的更稳定并且产生更少的副沉积物。它更有利于提高丙烯酸的选择性。另外,理论计算表明,MW-NiO/2D-VT催化剂表现出较低的表观活化能,这从动力学上解释了MW-NiO/2D-VT催化剂是一种优异的催化剂。(3)膨胀的二维层状蛭石虽然有独特的二维结构,但是比表面积非常的低。我们知道,比表面积的大小对催化剂的吸附传质性能有一定的影响作用。通过使用不同体积的硝酸和盐酸的混合物刻蚀2D-VT以获得不同孔结构的2D-VTx载体(x代表刻蚀混合酸的体积),用这些载体负载NiO纳米颗粒来制备了不同比表面积的催化剂(NiO/2D-VTx),并用于合成丙烯酸。与几乎无孔的负载纳米NiO的(NiO/2D-VT4)相比,制备的NiO/2D-VT56具有一些优势,具有更高的比表面积,更强的酸度以及具有较强的吸附乙炔的能力。负载的NiO纳米颗粒表现出更好的结晶度和催化能力,更丰富的羟基,它们丰富了催化剂的活性位点并促进了氢羧基的形成,更有利于催化性能的表达。在最优的反应条件下,取得了90.6%的丙烯酸收率。