硫化鋅固載金屬卟啉催化劑的制備及其催化性能研究.pdf

1、金屬口卟啉是一類重要的仿生催化劑，被廣泛應(yīng)用于烷烴的催化氧化中。但是在均相反應(yīng)中，金屬卟啉存在自氧化、二聚及難以回收等問題。固載金屬口卟啉能改善金屬口卟啉的穩(wěn)定性能及重復(fù)使用性能，并提高金屬口卟啉的催化活性，因而引起了有關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　 本文以硫化鋅為載體制備了固載四(4-羧基苯基)金屬卟啉催化劑，研究其催化氧氣氧化環(huán)己烷的性能，并初步探討了其催化機(jī)理。主要內(nèi)容包括：⑴合成了四(4-羧基苯基)錳卟啉[Mn TCPP]、四

2、(4-羧基苯基)鈷卟啉[CoTCPP]及四(4-羧基苯基)鐵卟啉[Fe TCPP]三種金屬卟啉化合物，并將其分別固載在無機(jī)載體硫化鋅上，制備了三種固載催化劑:四(4-羧基苯基)錳卟啉/硫化鋅[Mn TCPP/ZnS]、四(4-羧基苯基)鈷卟啉/硫化鋅[Co TCPP/ZnS]及四(4-羧基苯基)鐵卟啉/硫化鋅[Fe TCPP/ZnS]。⑵采用紫外可見分光光度法(UV-Vis)、傅立葉紅外光譜法(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、熱重分

3、析法(TG)及透射電子顯微鏡(TEM)等分析方法對(duì)制備的催化劑進(jìn)行表征。⑶在未添加任何溶劑、還原劑及無光輔助的條件下，分別使用上述三種固載催化劑(Mn TCPP/ZnS、Co TCPP/ZnS、Fe TCPP/ZnS)對(duì)環(huán)己烷進(jìn)行催化氧化實(shí)驗(yàn)，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、催化劑用量和反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)催化劑催化性能的影響，確定了各催化劑催化氧化環(huán)己烷的最佳工藝條件。通過對(duì)三種固載催化劑的催化活性的比較，得出其催化活性順序?yàn)镃oTCPP/Zn

4、S＞Fe TCPP/ZnS＞Mn TCPP/ZnS，且固載金屬卟啉的催化活性均優(yōu)于相應(yīng)的未固載金屬卟啉的催化活性。⑷在各自最佳的反應(yīng)條件下，分別考察了Mn TCPP/ZnS、Co TCPP/ZnS、Fe TCPP/ZnS三種固載催化劑的重復(fù)使用性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固載金屬卟啉催化劑可重復(fù)使用至少三次，而未固載金屬卟啉使用一次就完全耗損。⑸通過分析實(shí)驗(yàn)信息及相關(guān)文獻(xiàn)，認(rèn)為硫化鋅固載四(4-羧基苯基)金屬口卟啉催化氧氣氧化環(huán)己烷的機(jī)理可能是