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

1、催化環(huán)己烯氧化反應的研究逐漸受到學術界及工業(yè)界的關注，其氧化產(chǎn)物廣泛應用于石油化工、精細化工和高分子材料等領域。環(huán)己烯分子中有一個易被氧化的C=C雙鍵和多個活潑的α-H原子，若氧化反應發(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)己烯氧化反應的研究主要以固體酸、有機金屬配合物或有機金屬鹽為催化劑，雖

2、然轉化率和選擇性得到了較大的改善，但多數(shù)的反應需要加入溶劑或相轉移劑，并且大部分的反應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。本課題采用化學鍍銅方法分別制備了Co/Cu-ELD、Ti/Cu-ELD、C/Cu-ELD和Al/Cu-ELD復合材料催化劑，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。主要創(chuàng)新點在于首次制備了金屬鈷粉/化學鍍銅復合材料，并探討了其結構與催化環(huán)己烯氧化性能之間的關系。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，利用化學鍍銅方法制備不同Cu/Co摩爾比復合材料的催化劑，通過ICP、XRD、BET、SEM等表征手段對催化劑的組成及性質進行分析，在無溶劑條件下，以氧氣為氧化劑，比較Co/Cu-ELD催化環(huán)己烯氧化的反應活性。對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，考察了反應溫度、反應時間和催化劑用量等參數(shù)對催化環(huán)己烯氧化反應的影響。在反應

4、溫度為349K，時間為6h，催化劑用量為11.7 mg的實驗條件下，環(huán)己烯的轉化率為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到89.8%。但是在循環(huán)測試中催化劑的活性不穩(wěn)定，推測可能是因為復合材料中銅與鈷的粘合作用較弱所導致。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的催化活性進行比