含鐵碳基多孔復合材料的制備及其催化性能研究.pdf

1、過渡金屬碳化物由于其具有良好的水熱穩(wěn)定性、多級孔結構和相對較大的比表面積,因此作為一種催化新材料受到了人們廣泛的關注。在多種金屬里面,鐵是人類付出了很大精力來探索的物質,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,在催化過程中的回收必須經過繁瑣的離心分離過程,從而實現(xiàn)催化劑與反應液的分離。而本材料具有

2、宏觀的尺寸、堅硬的質地及磁性,可通過簡單的磁性分離實現(xiàn)催化劑的回收,因此對于催化劑的工業(yè)應用具有重要意義。
　　本論文利用廉價的離子交換樹脂,通過一步灌裝,經高溫碳化制備含鐵碳基多孔復合材料,采用多種表征手段分析產物的結構特性,并通過苯酚羥基化反應研究其催化性能。采用粉末X射線衍射分析樣品的組成和晶體結構;采用氮氣吸附/脫附曲線分析產物的比表面積、孔體積、孔徑分布等結構參數(shù);采用掃描電子顯微鏡(SEM)獲取被測樣品本身的各種結構信

3、息,如形貌、組成和晶體結構等。選擇苯酚羥基化反應及大分子萘酚羥基化反應,通過對反應中底物的轉化率、主產物的選擇性及氧化劑的利用率等參數(shù)來考察催化劑的催化性能,并對實驗過程中的實驗現(xiàn)象進行了分析。
　　實驗結果表明,不同鐵源質量、相同溫度碳化下合成的樣品具有相同的物質組成;而相同鐵源質量、不同溫度碳化下的樣品具有不同的物質組成: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