含鐵碳基多孔復(fù)合材料的制備及其催化性能研究.pdf

1、過(guò)渡金屬碳化物由于其具有良好的水熱穩(wěn)定性、多級(jí)孔結(jié)構(gòu)和相對(duì)較大的比表面積,因此作為一種催化新材料受到了人們廣泛的關(guān)注。在多種金屬里面,鐵是人類付出了很大精力來(lái)探索的物質(zhì),在全世界資源日益減少的今天,到處都可以找到鐵,而且鐵還特別的便宜,因此本論文選擇合成含鐵碳基多孔材料用于苯酚羥基化反應(yīng)中的催化劑,考察本催化劑的催化性能。目前鐵系催化劑大多數(shù)為粉體,在催化過(guò)程中的回收必須經(jīng)過(guò)繁瑣的離心分離過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)催化劑與反應(yīng)液的分離。而本材料具有

2、宏觀的尺寸、堅(jiān)硬的質(zhì)地及磁性,可通過(guò)簡(jiǎn)單的磁性分離實(shí)現(xiàn)催化劑的回收,因此對(duì)于催化劑的工業(yè)應(yīng)用具有重要意義。
　　本論文利用廉價(jià)的離子交換樹(shù)脂,通過(guò)一步灌裝,經(jīng)高溫碳化制備含鐵碳基多孔復(fù)合材料,采用多種表征手段分析產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特性,并通過(guò)苯酚羥基化反應(yīng)研究其催化性能。采用粉末X射線衍射分析樣品的組成和晶體結(jié)構(gòu);采用氮?dú)馕?脫附曲線分析產(chǎn)物的比表面積、孔體積、孔徑分布等結(jié)構(gòu)參數(shù);采用掃描電子顯微鏡(SEM)獲取被測(cè)樣品本身的各種結(jié)構(gòu)信

3、息,如形貌、組成和晶體結(jié)構(gòu)等。選擇苯酚羥基化反應(yīng)及大分子萘酚羥基化反應(yīng),通過(guò)對(duì)反應(yīng)中底物的轉(zhuǎn)化率、主產(chǎn)物的選擇性及氧化劑的利用率等參數(shù)來(lái)考察催化劑的催化性能,并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同鐵源質(zhì)量、相同溫度碳化下合成的樣品具有相同的物質(zhì)組成;而相同鐵源質(zhì)量、不同溫度碳化下的樣品具有不同的物質(zhì)組成:900℃下碳化的樣品組成為石墨化的碳、碳化鐵和鐵;750℃下碳化的樣品組成為鐵和部分晶面的碳化鐵、四氧化三