環(huán)已烷一步法氧化制已二酸綠色催化研究.pdf

1、環(huán)己烷的氧化產(chǎn)物己二酸是制備尼龍-66的原料，工業(yè)需求量的增長速度極大。傳統(tǒng)的己二酸生產(chǎn)工藝采用兩步法，該方法環(huán)境污染嚴重，故其綠色工藝，即環(huán)己烷一步法多相催化氧化制己二酸新工藝已成為催化領域引人注目的研究熱點之一，該研究具有較好的學術價值和潛在的工業(yè)應用前景。
　　本論文分為六章。主要研究了活性炭、活性炭負載納米金催化劑(Au/C)的制備、表征、催化性能的考察以及催化反應機理分析。此外對溶劑效應對環(huán)己烷催化氧化反應的影響進行了研

2、究。論文的具體內容如下:
　　第一章為文獻綜述，主要概括了近十年環(huán)己烷氧化催化劑的研究進展，其中重點介紹了納米金催化劑和新興的碳材料催化劑。
　　第二章總結了實驗原料、實驗設備的使用，以及表征手段和實驗方法的確定，具體為:在高壓反應釜中進行環(huán)己烷氧化反應性能評價;以正庚烷為內標物用氣相色譜對產(chǎn)物進行產(chǎn)物分析;內標法處理實驗數(shù)據(jù);采用ICP-AES、XRD、TEM、XPS、Boehm滴定、BET等方法對催化劑進行表征。

3、　　第三章對活性炭催化劑用于環(huán)己烷氧化進行了實驗研究。采用不同的預處理方法對催化劑進行改性，通過BET、XPS、Boehm滴定、XRD、TEM分析方法對其進行了表征?？疾炝朔磻袃葦U散和外擴散的影響，確定了活性炭作為催化劑的最合適比表面積(1914m2/g)和目數(shù)（180-200目）。對不同化學表面處理后的活性炭進行催化性能考察，發(fā)現(xiàn)HNO3處理后的活性炭具有最高催化活性，125℃，氧氣壓力1.5MPa，反應8h后，33mg催化劑催化7

4、4mmol環(huán)己烷進行氧化反應，可以得到32.47％的環(huán)己烷轉化率和37.51％的己二酸選擇性?；钚蕴勘砻娴暮豕倌軋F是其催化活性位，環(huán)己烷和氧氣分子在活性炭表面被活化。
　　第四章考察了環(huán)己烷在Au/C催化劑上的氧化。Au/C在負載量1.00％～1.50％的情況下對環(huán)己烷氧化生成己二酸有較好的催化效果。在130℃，1.5MPa氧氣壓力下反應9h，可得到環(huán)己烷轉化率46.66％，己二酸選擇性52.51％。該催化劑循環(huán)使用3次時，活性

5、沒有明顯的降低。催化機理是由納米金顆粒的尺寸效應和活性炭載體的表面活化共同作用產(chǎn)生的。
　　第五章對溶劑效應在環(huán)己烷催化氧化的作用進行了研究。比較了環(huán)己烷一步法氧化制己二酸的無溶劑、有溶劑體系，發(fā)現(xiàn)無溶劑下反應效果較差。對C、Au/C上環(huán)己烷氧化在不同溶劑中進行考察，發(fā)現(xiàn)酮類溶劑中的反應效果最好。其中丁酮是最合適的溶劑。從微觀上對丁酮的溶劑效應進行解釋，并分析其在自由基反應各階段的作用。
　　第六章對本文的主要研究內容進行了