介孔Mn基雙金屬氧化物的合成及催化苯甲醇制苯甲醛的研究.pdf

1、苯甲醛作為重要的工業(yè)原料，在食品、醫(yī)藥、染料、香料等方面都有廣泛的應(yīng)用。主要的制備方法有甲苯氯化水解法、甲苯氧化法、苯甲酸甲酯還原法、苯甲醇氧化法等。其中苯甲醇氧化法綠色環(huán)保，收率高，最具有潛在價(jià)值。目前苯甲醇氧化法多以貴金屬(Ru，Au，Ag，Pd)為催化劑能夠取得較好的催化效果，但是價(jià)格昂貴，尋找一種非貴金屬催化劑來取代貴金屬尤為重要。金屬M(fèi)n資源豐富、價(jià)格低廉，研究廣泛，但其催化活性與貴金屬相比還存在很大差距。研制一種具有高效催化

2、性能的Mn基金屬氧化物催化劑在苯甲醇催化氧化方面很有意義。本文以Mn為研究基礎(chǔ)，通過金屬?gòu)?fù)合改性和材料形貌改性來提高M(jìn)n氧化物的催化活性，具體內(nèi)容分以下兩部分:
　　第一部分通過熱分解共沉淀法合成的單晶草酸鹽獲得介孔Cu-Mn-x（x表示Mn與Cu之間的比例）復(fù)合金屬氧化，將其應(yīng)用到苯甲醇催化氧化反應(yīng)中，當(dāng)Cu∶Mn的設(shè)計(jì)比例為1∶2時(shí)，催化劑具有最高的催化活性，反應(yīng)30 min即可使苯甲醇的轉(zhuǎn)化率超過90％。通過一系列的表征手段

3、證明了Cu的摻入能夠提高M(jìn)n氧化物的催化活性，但是必須控制在一定的比例范圍內(nèi)，過多或者過少都不能有效提高催化劑的活性，可能是適當(dāng)比例的Cu摻入減弱了Mn-O鍵的結(jié)合能，能為催化過程中提供更多的氧物種。另外還考察了不同催化劑量對(duì)催化活性的影響，結(jié)果表明催化劑的量越大催化活性越大，這可能跟催化劑的介孔形貌有關(guān)，催化劑的介孔結(jié)構(gòu)為催化過程提供了反應(yīng)場(chǎng)所，催化劑量越大活性位點(diǎn)越多。
　　第二部分采用同樣的方法獲得介孔X-Mn-2復(fù)合金屬氧

4、化物(X=Mn，Cu，Co，Ni，Zn)，將其應(yīng)用在苯甲醇催化氧化反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)，Ni-Mn-2催化劑具有非常好的催化活性，在30 min內(nèi)就可以將苯甲醇完全轉(zhuǎn)化為苯甲醛，其催化活性明顯比Mn-Mn-2單金屬催化活性好。而Zn-Mn-2的催化活性明顯比Mn-Mn-2弱，通過一系列的表征技術(shù)證明了Ni加入在Mn氧化物中不但提高了其表面積，還提高了其氧化能力，并且改變了Mn2+、Mn3+、Mn4+的相對(duì)比例。但是Zn的加入?yún)s得到相反的結(jié)果，這說