復(fù)合型納米金催化劑制備及其催化環(huán)己烷氧化性能的研究.pdf

1、飽和烷烴的選擇氧化，尤其是環(huán)己烷的選擇性催化氧化一直是當(dāng)今催化化學(xué)領(lǐng)域最引人注目的研究課題之一，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。但是目前工業(yè)上環(huán)己烷氧化生產(chǎn)工藝較為苛刻，而反應(yīng)轉(zhuǎn)化率仍較低（～4％），選擇性不高（70％～85％），能耗高，污染嚴(yán)重。近年來，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高和能源的日益緊缺，使用環(huán)境友好的氧化劑如氧氣、過氧化氫等，設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的催化劑體系，在溫和條件下活化飽和烷烴碳?xì)滏I并高選擇性的實(shí)現(xiàn)環(huán)己烷氧化過程是目前研究者追求

2、的目標(biāo)。
　　 本論文針對(duì)環(huán)己烷氧化這一難題，將高活性的納米金負(fù)載在TiO修飾的MCM-41載體上，制備出一種新型高效的環(huán)己烷分子氧氧化催化劑。該催化劑不僅可以利用MCM-41載體的疏水親油特性、孔道效應(yīng)來提高環(huán)己烷氧化反應(yīng)中目的產(chǎn)物的選擇性，還可以利用TiO獨(dú)特的光催化特性，以及納米金與TiO之間的協(xié)同作用，提高催化劑的催化性能。本論文基于TiO的光催化特性，提出了光催化直接還原法制備了復(fù)合型納米金Au@TiO/MCM-41催

3、化劑，這種制備方法簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)，制備的納米金催化劑活性高。并首次用這類新型復(fù)合型納米金催化劑催化環(huán)己烷選擇性氧化反應(yīng)，在無溶劑的情況下系統(tǒng)研究了這類納米金催化劑的催化性能，建立了新的催化反應(yīng)工藝。
　　 本論文采用光催化直接還原法制備了納米復(fù)合型Au@TiO/MCM-41催化劑，并對(duì)環(huán)己烷選擇催化氧化反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明：在150℃、1.0MPa O下，環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率為9.9％，反應(yīng)總選擇性在90％以上，其中納米金的轉(zhuǎn)

4、化數(shù)高達(dá)28854h。通過與其它催化劑的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)用光催化直接還原法制備的Au@TiO/MCM-41催化劑顯示出了最高的催化活性，催化劑中的活性組分納米金起了積極的作用，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果還證明催化劑中的納米Au與TiO載體之間存在某種協(xié)同作用。
　　 在光照的激發(fā)下，納米復(fù)合Au@TiO/MCM-41催化劑的活性得到明顯的提高。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，在120℃，1.0Mpa下反應(yīng)2.5h，環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到3.6％，總選擇性達(dá)到9