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多孔材料由于具有比表面积大、孔道结构有序、稳定性好等特点,常用作催化剂或催化剂载体。非贵金属氮碳复合材料(M-N-C)是一种掺杂了金属元素和氮元素的碳材料,与贵金属催化剂相比成本更低,且具有较高的催化活性,在催化领域有着非常广泛的应用。芳胺类化合物是重要的化学中间体和化工原料,广泛地应用于医药、染料、精细化工、橡胶、农药等重要领域,对国民经济的发展有着重要的作用。芳胺类化合物一般通过还原硝基芳烃来进行制备,其中水合肼还原法是一种非常重要的方法,具有成本低、绿色环保、操作简单等特点,受到了人们的广泛关注。在本论文中,首先制备得到了一种Fe-N-C-A多孔材料,然后将其应用于催化硝基芳烃的还原反应,主要包括以下几个方面的研究内容:(1)采用F127为结构导向剂,以对苯二胺、乙二醛和无水三氯化铁为反应原料,一步法合成了一种三氯化铁掺杂的长链席夫碱,经过877℃炭化后,制备得到了 Fe-N-C-A多孔材料,同时通过改变制备条件制得了其他一些Fe-N-C和N-C材料。通过X-射线光电子能谱、原子吸收光谱、X-射线衍射、透射电镜和氮气吸附脱附对Fe-N-C-A材料进行了表征,结果表明该材料组成成分以N、C元素为主,同时含有少量的Fe元素。内部结构呈无序蠕虫状,比表面积为607 m2/g,孔径尺寸以0.6 nm为主。(2)以制得的各种多孔材料为催化剂,在水合肼的作用下对硝基苯进行了还原。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱(GC)对硝基苯还原反应的产物进行了定性分析;以1,3,5-三甲氧基苯为内标物,通过GC分别建立了硝基苯和苯胺的工作曲线,实现了对硝基苯还原反应的定量分析。(3)通过利用GC跟踪与监测反应,考察了各种多孔材料和反应条件对硝基苯转化率和苯胺产率的影响。实验结果表明在相同的反应条件下,Fe-N-C-A多孔材料的催化活性最好;在回流温度下,使用0.08 g Fe-N-C-A、40 mmol水合肼还原5 mmol硝基苯时为最佳反应条件。在此条件下,仅用时40 min硝基苯的转化率就可达100%,苯胺的产率高达99%。(4)在最佳反应条件下,使用Fe-N-C-A材料进行了催化剂回收再用和底物拓展实验。实验结果表明在第2次使用时,Fe-N-C-A材料仍具有较高的催化活性;然而当使用到第3次时,反应时间明显延长,产率也开始出现下降;到第4次时,反应时间延长到了 360 min,苯胺的产率也降低到了 80%;Fe-N-C-A材料对于其它的硝基芳烃也具有较高的催化还原活性,多种硝基芳烃在Fe-N-C-A材料的催化下,转化率均可达100%,产率均在83%以上。