銅基水滑石催化劑的制備及其苯酚羥基化性能研究.pdf

1、苯酚羥基化制備苯二酚是重要的工業(yè)反應，其中Cu基水滑石催化劑是應用于苯酚羥基化效果較好的一類催化劑;然而，在其反應過程中，往往出現(xiàn)Cu活性位分散度低并難于控制等問題，從而造成苯酚的轉化率低。本論文以多種方法制備得到形貌、粒徑、結構可控的Cu基水滑石催化劑，揭示了Cu活性位的分散結構（分散度、幾何分布）和催化劑比表面積對苯酚羥基化催化活性的影響，優(yōu)化了催化劑的結構、性能及制備工藝?；诖耍盟黧w層板可剝離的性質，通過剝層Cu基水滑

2、石與多孔SiO2的包覆，制備得到高分散度、高比表面積的SiO2@Cu基水滑石薄片催化劑;揭示了表面暴露Cu的分散度和比表面積對苯酚羥基化催化活性的影響。通過本研究，為制備高反應活性和穩(wěn)定性的苯酚羥基化Cu基催化劑開創(chuàng)了新的思路，并且其具有一定的潛在應用價值。
　　論文的主要研究內容如下:
　　(1)分別通過尿素法、雙滴法和成核/晶化隔離法制備，調控合成與晶化條件，得到系列形貌、粒徑、結構可控的銅鎂鋁水滑石催化劑。通過進行系列

3、催化劑的苯酚羥基化反應評價，表明在反應條件為苯酚/雙氧水（摩爾比）=2∶1時，c-LDH-80樣品具有最好的催化性能，苯酚轉化率達到35.88％?；赟EM、TEM表征結果表明，c-LDH-80的水滑石展現(xiàn)出最小的粒徑及窄的粒徑分布。通過BET和XPS表征發(fā)現(xiàn)，催化劑c-LDH-80具有大的比表面積和高的表面Cu活性位分散度，這都有利于苯酚羥基化反應活性的提高。
　　(2)基于金屬離子在水滑石層板中高度分散及水滑石主體層板可剝離性

4、質，將通過尿素法制備的銅鎂鋁水滑石剝層，并包覆多孔二氧化硅，制備得到CuMgAl-LDH@mSiO2催化劑?；赟EM、TEM、AFM等表征，表明CuMgAl-LDH@mSiO2催化劑具有高分散、極薄的納米片結構（平均厚度:3.89nm）。進一步進行催化評價，在反應條件為苯酚/雙氧水（摩爾比）=2∶1時，CuMgAl-LDH@mSiO2的苯酚轉化率高達45.56％，苯二酚選擇性高達97.26％。究其突出的催化效果，通過XPS和BET表征