不同催化剂的TEM照片
肉桂醇(COL)是典型的α,β-不饱和醇, 广泛用于工业合成香料、农药及医药的中间体, 目前工业上生产肉桂醇大多采用氢化锂铝、硼氢化钠或异丙醇铝直接还原肉桂醛(CAL)的方法, 反应条件苛刻, 产物与还原剂、溶剂分离困难,三废多等缺点, 不符合现代化工的要求. 多相催化加氢具有催化剂易分离、可循环使用等特点, 符合绿色化学的要求. 然而肉桂醛加氢是个复杂的过程, 除生成半加氢产物、完全加氢产物外, 还生成缩醛等副产物, 而且由于C＝C键比C＝O键更容易加氢, 因此寻找一种对C＝O键高选择性的加氢催化剂, 无论在理论和实用上都具有重要的意义.
近年来有关这方面的研究工作已有很多的报道, 有非贵金属催化剂用于肉桂醛选择性加氢, 如Co-B非晶态合金、Fe2P、Co2P5等用于肉桂醛加氢反应. 也有贵金属催化剂用于肉桂醛选择性加氢,但不同的金属催化剂对α,β-不饱和醛加氢性能有很大的差异, Pd催化剂具有很高的C＝C键加氢选择性, 而Pt对C＝O加氢有利, Ru不但有利于C＝O加氢也有利于C＝C键加氢. 肉桂醛催化加氢速率及选择性影响因素很多, 如反应条件、贵金属、助剂、载体、前驱体、制备方法和还原方法.
浙江工业大学绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地严新焕等人采用有机金属化合物 Pt2(dba)3(dba为二亚苄基丙酮)还原分解法制得均匀分布的Pt纳米颗粒(粒径在2.0 nm左右), 直接吸附到经预处理的Fe/C载体上, 即得到了组合型 Pt-Fe/C催化剂. 采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和能量散射X射线谱(EDS)等技术表征了催化剂表面Pt颗粒大小分布, Pt、Fe化学态和催化剂表面元素等. 将该组合型催化剂用于肉桂醛(CAL)选择性加氢反应, 获得了良好的效果, 其催化活性比浸渍法制备的Pt/C催化剂高1倍以上. 在60℃、2.5 h、4.0 MPa H2反应条件下, 1%(w, 质量分数) Pt-1.5%(w)Fe/C催化剂肉桂醛加氢转化率为99.2%, 肉桂醇(COL)选择性达到85.0%.