金屬鈷粉-化學(xué)鍍銅復(fù)合材料的制備、表征及催化環(huán)己烯氧化性能研究.pdf

1、催化環(huán)己烯氧化反應(yīng)的研究逐漸受到學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的關(guān)注，其氧化產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于石油化工、精細(xì)化工和高分子材料等領(lǐng)域。環(huán)己烯分子中有一個(gè)易被氧化的C=C雙鍵和多個(gè)活潑的α-H原子，若氧化反應(yīng)發(fā)生在C=C雙鍵上，則可能生成環(huán)己二醇、環(huán)氧環(huán)己烷、醛或羧酸，若發(fā)生在α-H原子上，則可能生成2-環(huán)己烯-1-醇、2-環(huán)己烯-1-酮或環(huán)己烯基過氧化物等附加值較高的下游產(chǎn)品。目前，催化環(huán)己烯氧化反應(yīng)的研究主要以固體酸、有機(jī)金屬配合物或有機(jī)金屬鹽為催化劑，雖

2、然轉(zhuǎn)化率和選擇性得到了較大的改善，但多數(shù)的反應(yīng)需要加入溶劑或相轉(zhuǎn)移劑，并且大部分的反應(yīng)選用過氧化氫和叔丁基過氧化氫為氧化劑，存在成本較高和環(huán)境污染等問題。本課題采用化學(xué)鍍銅方法分別制備了Co/Cu-ELD、Ti/Cu-ELD、C/Cu-ELD和Al/Cu-ELD復(fù)合材料催化劑，在無溶劑條件下以分子氧為氧化劑，研究了催化環(huán)己烯氧化性能。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于首次制備了金屬鈷粉/化學(xué)鍍銅復(fù)合材料，并探討了其結(jié)構(gòu)與催化環(huán)己烯氧化性能之間的關(guān)系。主要研

3、究工作概括如下：
　　以金屬鈷粉為基體，次亞磷酸鈉為還原劑，利用化學(xué)鍍銅方法制備不同Cu/Co摩爾比復(fù)合材料的催化劑，通過ICP、XRD、BET、SEM等表征手段對(duì)催化劑的組成及性質(zhì)進(jìn)行分析，在無溶劑條件下，以氧氣為氧化劑，比較Co/Cu-ELD催化環(huán)己烯氧化的反應(yīng)活性。對(duì)其中催化活性較好的Co/Cu-ELD-5催化劑，采用TEM及XPS表征其組成和性質(zhì)，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和催化劑用量等參數(shù)對(duì)催化環(huán)己烯氧化反應(yīng)的影響。在反應(yīng)

4、溫度為349K，時(shí)間為6h，催化劑用量為11.7 mg的實(shí)驗(yàn)條件下，環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率為46.3％，環(huán)氧環(huán)己烷、2-環(huán)己烯-1-醇、2-環(huán)己烯-1-酮、1,2-環(huán)己二醇和環(huán)己烯基過氧化氫的總選擇性可達(dá)到89.8%。但是在循環(huán)測(cè)試中催化劑的活性不穩(wěn)定，推測(cè)可能是因?yàn)閺?fù)合材料中銅與鈷的粘合作用較弱所導(dǎo)致。此外以鈦粉、鋁粉和活性炭為基體，制備了Ti/Cu-ELD、Al/Cu-ELD和C/Cu-ELD催化劑，與Co/Cu-ELD-5的催化活性進(jìn)行比