铑膦络合催化剂活化过程的“原位”红外研究

本文研究了正丁醛溶剂中Rh(acac)(CO)(Pph_3)在不同条件下的活化过程及各种络合物间的转化关系,在反应条件下检出了活性组分,并发现活性组分会部分歧化为三羰基物与单羰基物。实验中检测到一些多羰基化合物,并发现体系生成的二聚物可分成无桥联与有桥联羰基两种络合物。     

“原位”红外光谱追踪反应条件下催化体系的变化

为了观察和监测反应条件下中间产物和催化剂的变化,自行设计并安装了高温高压红外流动池。池体用不锈钢制成,窗口材料为NaCl或CaF₂。它可承受100atm和200℃。整个测量系统包括高压釜、循环泵、红外池等。用Microlab-600型红外分光光度计记录图谱。池内温度和压力与反应釜桐同,可对反应液体、气体或气液混合物进行"原位"追踪。当用铑膦络合物催化剂进行丙烯氢甲酰化反应时,在近于工业反应条件下(t=10O℃,P=17atm,正丁醛溶剂),检测到催化剂母体Rh(acac)(CO)(PPh₃)转化为活性物种RhH(CO)₂(PPh₃)₂;在合成气压力较低时,只转化为RhH(CO)(PPh₃)₃;此活性物种随催化剂失活而消失。催化剂加氧失活后,检测到配位体三苯基膦氧化为氧化三苯基膦,催化剂生成二聚物,丙烯氧化成丙酮,追踪到原料气CO氧化为CO₃的动态过程。本文对"原位"红外光谱实验方法、高温高压红外池作了介绍,并给出有关实验数据和结果。     

一种新的振荡体系的研究 Ⅰ. 在铑膦催化剂存在条件下的丙烯氢甲酰化振荡现象

丙烯氢甲酰化过程(以下简称氢甲酰化过程),可以用如下反应式表示: 作者在进行氢甲酰化动力学研究中发现,在接近工业生产条件,特别是使用了适当聚合度的正丁醛做溶剂时,只要控制一定的操作条件,即可在反应的母体转化期和诱导期内检测出反应体系的气相中各组分浓度的振荡变化。据作者了解,目前尚未有关于该体系气相组分中浓度振荡的报道。     

一种新的振荡体系的研究 Ⅰ. 四极质谱对溶解气体振荡释放现象的考察

本文对溶解气体振荡释放体系使用了四极质谱进行追踪检测。确认了该体系为一种振荡的物理体系。对溶解气体振荡释放过程的实验考察表明该体系对溶解气体的放空流量等均有阈值要求。该体系对温度的变化是敏感的。在本文的实验条件下, 体系对压力、搅拌等扰动是稳定的。体系内的丙烯与合成气在一定的条件下还可以发生一种“协同”作用。实验考察表明, 溶解气体振荡释放过程的产生是由于体系在过饱和状态下成核机制所致。在非平衡条件下, 气泡生长与上升过程所造成的负反馈条件是形成周期性现象的根本原因。本机制应对溶解度大而且沸点相差也大的二元气液体系具有普适性。     

铜系催化剂低压合成甲醇的原位红外光谱研究

本文运用本组设计和制作的高压原位红外池, 在反应条件下对铜催化剂的表面吸附态进行了原位检测。测到了表面吸附态和等的特征吸收峰。证实了CO和H_2在同一类活性中心上的竞争吸附, 并对其竞争吸附的能力作了考察。据此提出了该体系的吸附机理。在反应条件下, 检测到可判断为和M—O—CH_2OH等表面反应中间物的红外吸收峰。根据在不同温度和原料气组成下表面态的变化规律, 提出了合成反应是通过多途径进行以及CO_2对实现多途径起了重要作用的机理假设。     

铑膦络合催化剂失活机理研究

利用动力学实验装置及加温加压“原位”红外光谱和紫外光谱等检测手段,研究了氧、氯、硫及其化合物对铑膦络合物催化丙烯氢甲酰化反应的影响及作用机理。实验表明,上述物质能与催化剂的配位体三苯基膦及铑中心金属发生反应,其结果破坏了催化剂的活性结构,导致催化剂失活。不同的氯化物和硫化物对催化性能影响程度有明显差别。实验并证明,氧中毒是暂时性的,而氯中毒是永久性的。