氧化物負載的金催化劑在液相醇氧化和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)中的研究.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)金催化劑在低溫下能催化CO氧化反應(yīng),關(guān)于金催化的研究便廣泛開展。在金催化的應(yīng)用領(lǐng)域中,在比較溫和的反應(yīng)條件下,通過高效的氧化和還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)品合成以及相關(guān)的有機反應(yīng)是比較有挑戰(zhàn)性而又引人注目的課題。
　　 在本論文中,以氧化物負載的金顆粒作為催化劑,將其應(yīng)用在液相的有機反應(yīng),包括醇氧化、氧化酯化和氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。我們發(fā)現(xiàn)由于載體.金屬相互作用,載體能影響金顆粒的性質(zhì),因而在反應(yīng)中起著重要的作用;而擁有某些特性的載體能夠很

2、好地穩(wěn)定金顆粒以及促進反應(yīng)某些步驟的進行,因而這些載體也可作為該些反應(yīng)的助催化劑來實現(xiàn)金催化劑多功能性的目的。
　　 在第一部分的醇氧化中,納米金顆粒負載在不同晶型的氧化鎵上,并用于無溶劑苯甲醇氧化反應(yīng)。結(jié)果證明在該反應(yīng)中,氧化鎵負載的金催化劑是催化活性較高而選擇性也較好的催化劑。而且,不同晶型氧化鎵負載的金催化劑表現(xiàn)出不一樣的催化性能,其中,以γ-Ga2O3為載體的金催化劑的活性和選擇性最高。在第二部分工作中,我們選取不同摩爾

3、配比的鎵.鋁復(fù)合氧化物作為金催化劑的載體,并用于以氧氣為氧化劑的醇氧化反應(yīng)中。發(fā)現(xiàn)在各催化劑作用下的醇氧化反應(yīng)速率與各催化劑具有的醇脫氫能力呈線性關(guān)系,這說明金催化劑的脫氫能力是其在醇氧化中獲得高活性的關(guān)鍵因素之一。另外,Au/Ga3Al3O9催化劑在無溶劑的1-苯乙醇氧化中能得到25000h-1的TOF值,而且它能夠在室溫且無添加劑的情況下催化苯甲醇和苯乙醇的氧化。
　　 在一步法制備羧酸酯的反應(yīng)中,我們發(fā)現(xiàn)納米晶β-Ga2O

4、3負載的納米金催化劑可作為一個高效的雙功能催化劑,它能在比較溫和的反應(yīng)條件下催化醇、醛和縮醛的氧化酯化反應(yīng)。相比于傳統(tǒng)載體(TiO2,Fe2O3和活性炭),β-Ga2O3具有的Lewis酸特性可設(shè)計出具有雙功能的金催化劑,而該催化劑能夠促進羧酸酯制備中反應(yīng)機理完全不同的兩個步驟,從而實現(xiàn)連串反應(yīng)的目的。
　　 受到其它貴金屬催化劑(Pd,Pt和Ru)在氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)中成功例子的啟示,我們還嘗試了金催化劑在該反應(yīng)中的可行性。發(fā)現(xiàn)在添加