金屬改性分子篩催化劑的制備及其對(duì)異戊醇催化性能研究.pdf

1、伴隨對(duì)環(huán)境問題重視度的提高，醇類綠色氧化的發(fā)展也被越來越廣泛關(guān)注。本文制備了一系列改性HMS催化劑，并在以分子氧(O2)為氧化劑以及無溶劑條件下將所制備的催化劑用于異戊醇催化氧化制備異戊酸的研究當(dāng)中，探討所制備的催化劑用于異戊醇制備異戊酸的性能差異，并將部分催化劑表征進(jìn)行分析。論文所討論的問題主要包括:
　　(1)利用溶膠-凝膠方式制備HMS分子篩以及金屬摻雜分子篩Al-HMS和Co-HMS，并以此為載體將ZnO負(fù)載于載體之上獲得

2、負(fù)載型分子篩催化劑。運(yùn)用不同表征分析了所獲得的催化劑，并研究了所得到的催化劑對(duì)異戊醇催化氧化的反應(yīng)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):金屬雜原子摻雜改性后的分子篩載體能夠提高負(fù)載于其上的ZnO物種的分散度，其中Co-HMS效果更加明顯;催化劑5wt％ZnO/Co-HMS(100)對(duì)異戊醇催化氧化制異戊酸的性能最佳，使異戊醇的轉(zhuǎn)化率、異戊酸的收率以及選擇性分別達(dá)到了43.6％、18.9％、43.3％。
　　(2)以5wt％的ZnO物種負(fù)載量，金屬Co摻

3、雜分子篩為載體考察了金屬Co的摻雜量對(duì)催化劑催化性能的影響，并將部分催化劑通過表征進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示:金屬Co的引入量會(huì)對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)造成影響。適量金屬Co的摻雜能夠改善負(fù)載的活性物種的分散度，提高催化劑的反應(yīng)活性。當(dāng)Si/Co的值等于100時(shí)，獲得的催化劑的催化效果較佳。
　　(3)討論了ZnO物種的負(fù)載量、焙燒溫度以及ZnO前驅(qū)體種類對(duì)催化劑效果的影響。研究表明:當(dāng)ZnO的負(fù)載量為3wt％，550℃下焙燒，以Zn(NO3

4、)2·6H2O作為ZnO的前驅(qū)體時(shí)，制備的催化劑對(duì)催化異戊醇氧化制異戊酸的性能最佳。
　　(4)通過對(duì)制備條件的討論，篩選出了最佳的催化劑3wt％ZnO/Co-HMS(100)。并用3wt％ZnO/Co-HMS(100)進(jìn)行優(yōu)化異戊醇氧化合成異戊酸的反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合成反應(yīng)的工藝條件明顯影響著底物異戊醇的轉(zhuǎn)化率以及目標(biāo)產(chǎn)物異戊酸的收率和選擇性。當(dāng)?shù)孜锏募尤肓繛?5mL、使用0.5g催化劑在120℃下反應(yīng)8h時(shí)，異戊醇的轉(zhuǎn)化