環(huán)已烷一步法氧化制已二酸綠色催化研究.pdf

1、環(huán)己烷的氧化產(chǎn)物己二酸是制備尼龍-66的原料，工業(yè)需求量的增長(zhǎng)速度極大。傳統(tǒng)的己二酸生產(chǎn)工藝采用兩步法，該方法環(huán)境污染嚴(yán)重，故其綠色工藝，即環(huán)己烷一步法多相催化氧化制己二酸新工藝已成為催化領(lǐng)域引人注目的研究熱點(diǎn)之一，該研究具有較好的學(xué)術(shù)價(jià)值和潛在的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　本論文分為六章。主要研究了活性炭、活性炭負(fù)載納米金催化劑(Au/C)的制備、表征、催化性能的考察以及催化反應(yīng)機(jī)理分析。此外對(duì)溶劑效應(yīng)對(duì)環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的影響進(jìn)行了研

2、究。論文的具體內(nèi)容如下:
　　第一章為文獻(xiàn)綜述，主要概括了近十年環(huán)己烷氧化催化劑的研究進(jìn)展，其中重點(diǎn)介紹了納米金催化劑和新興的碳材料催化劑。
　　第二章總結(jié)了實(shí)驗(yàn)原料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用，以及表征手段和實(shí)驗(yàn)方法的確定，具體為:在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行環(huán)己烷氧化反應(yīng)性能評(píng)價(jià);以正庚烷為內(nèi)標(biāo)物用氣相色譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行產(chǎn)物分析;內(nèi)標(biāo)法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);采用ICP-AES、XRD、TEM、XPS、Boehm滴定、BET等方法對(duì)催化劑進(jìn)行表征。

3、　　第三章對(duì)活性炭催化劑用于環(huán)己烷氧化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。采用不同的預(yù)處理方法對(duì)催化劑進(jìn)行改性，通過(guò)BET、XPS、Boehm滴定、XRD、TEM分析方法對(duì)其進(jìn)行了表征?？疾炝朔磻?yīng)中內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散的影響，確定了活性炭作為催化劑的最合適比表面積(1914m2/g)和目數(shù)（180-200目）。對(duì)不同化學(xué)表面處理后的活性炭進(jìn)行催化性能考察，發(fā)現(xiàn)HNO3處理后的活性炭具有最高催化活性，125℃，氧氣壓力1.5MPa，反應(yīng)8h后，33mg催化劑催化7

4、4mmol環(huán)己烷進(jìn)行氧化反應(yīng)，可以得到32.47％的環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率和37.51％的己二酸選擇性。活性炭表面的含氧官能團(tuán)是其催化活性位，環(huán)己烷和氧氣分子在活性炭表面被活化。
　　第四章考察了環(huán)己烷在Au/C催化劑上的氧化。Au/C在負(fù)載量1.00％～1.50％的情況下對(duì)環(huán)己烷氧化生成己二酸有較好的催化效果。在130℃，1.5MPa氧氣壓力下反應(yīng)9h，可得到環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率46.66％，己二酸選擇性52.51％。該催化劑循環(huán)使用3次時(shí)，活性

5、沒(méi)有明顯的降低。催化機(jī)理是由納米金顆粒的尺寸效應(yīng)和活性炭載體的表面活化共同作用產(chǎn)生的。
　　第五章對(duì)溶劑效應(yīng)在環(huán)己烷催化氧化的作用進(jìn)行了研究。比較了環(huán)己烷一步法氧化制己二酸的無(wú)溶劑、有溶劑體系，發(fā)現(xiàn)無(wú)溶劑下反應(yīng)效果較差。對(duì)C、Au/C上環(huán)己烷氧化在不同溶劑中進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)酮類溶劑中的反應(yīng)效果最好。其中丁酮是最合適的溶劑。從微觀上對(duì)丁酮的溶劑效應(yīng)進(jìn)行解釋，并分析其在自由基反應(yīng)各階段的作用。
　　第六章對(duì)本文的主要研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了