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氮杂碳是一种研究比较多的新型碳材料,相比单纯碳材料,碳掺杂氮后制备的催化剂,在喹啉的催化加氢方面,展示出了较好的催化活性和产物1,2,3,4-四氢喹啉的选择性。1,2,3,4-四氢喹啉常用于合成一些染料和药物,是一种应用较多的化工中间体,在药物及染料等的合成中有较多应用。所以,构建高效的多孔氮杂碳催化剂体系用于催化制备1,2,3,4-四氢喹啉显得尤为重要。首先利用四氯化碳作为碳源,乙二胺作为氮源,经由模板法制备出有序介孔的氮杂碳材料(OMNC),热解温度对氮杂碳材料的孔隙结构和碱性有重要的影响。用等体积浸渍法负载2.5%的金属钌后,氮掺杂和金属钌的相互作用对喹啉加氢的活性和选择性有很大的影响,运用H2-TPR以及XPS表征,发现700 ℃焙烧制备的Ru/OMNC-700在温和条件下(40 ℃、1.0 MPaH2)显示出优良的化学吸附性和催化活性。Ru/OMNC-700催化喹啉加氢的转化频率(TOF)和活化能分别为71.0 h-1和31.37kJ/mol。这归因于载体OMNC-700向金属钌的电子转移以及载体OMNC-700上对吡啶环的强吸附和高选择性。其次重点探究了氮杂碳负载钯催化甲酸氢转移加氢喹啉合成1,2,3,4-四氢喹啉的反应体系。加氢反应采用水作为溶剂,主要探讨了催化剂中Pd的负载量、反应时间、甲酸用量、反应温度这四个因素对喹啉加氢还原反应转化率和选择性的影响,并采用TEM、SEM、XRD等对氮化碳负载钯催化剂进行了表征。一系列加氢实验结果表明以甲酸作为氢源在水为溶剂的条件下喹啉选择性加氢的可行性,并找到了最佳反应条件,即在70 ℃、0.5 MPaN2、50 mg甲酸的温和条件下催化甲酸氢转移加氢喹啉达到90.6%的转化率,产物1,2,3,4-四氢喹啉的选择性达到99.5%。最后探讨了氨基嫁接的SBA-15负载Ru催化剂(Ru/NH2-SBA-15)催化喹啉选择性加氢制备1,2,3,4-四氢喹啉,并对催化剂进行了表征。考察催化反应中各物质的配比(摩尔比)、催化剂制备方式、反应压力、反应温度、反应时间等对目标反应的影响,通过不断的扩展及深化形成系统化的研究体系,并且在此基础上探索出了较温和的反应条件,即在40℃、1.0 MPa压力、3 h的条件下,催化喹啉加氢的转化率达到95.2%,产物1,2,3,4-四氢喹啉的选择性有99%。