氧化石墨烯π-π非共价键负载四(对—羧基苯基)金属卟啉催化性能研究
[Abstract]:Cytochrome P-450 enzyme is a widely existed biocatalyst in nature. It is a hollow structure enzyme formed by protoporphyrin iron and protein. This enzyme provides a good model for green industrial bionic catalyst. When we imitated the structure and function of cytochrome P-450 enzyme by carrier immobilized metalloporphyrins, we tried to regulate the catalytic activity of metalloporphyrin by various coordination actions, and to study the nature of its influence on the catalytic activity. It is also attempted to increase the contact rate of the supported metalloporphyrin center exposed to oxidant and catalytic oxidized substrate by changing the specific surface area of the carrier. The results show that the coordination between support and metalloporphyrin can change the electron cloud density of metal ions and axial ligands and thus promote the catalytic activity of metalloporphyrins. In addition, the larger the specific surface area of the carrier, the more uniform the metal ions will be, and the higher their catalytic activity. Therefore, in this work, graphene oxide with large specific surface area and high specific surface area and good stability were used as carriers to simulate the protein carrier of P-450 cell and the cavity structure of high specific surface, which were characterized by Lewis base structure (large 蟺 electron structure) and high specific surface area. In particular, the special 蟺 electronic structure of graphene oxide is used to support metalloporphyrins by 蟺-蟺 noncovalent bonding, so as to regulate the positive electrical properties of metalloporphyrin central ions and effectively disperse the catalytic center metal ions. To improve the catalytic activity of the supported metalloporphyrin. Toluene was used as a probe to study the catalytic performance of these graphene supported metalloporphyrins in the oxidation of toluene. The contents of this work are as follows: 1. The progress of catalytic oxidation of metalloporphyrin, graphene oxide and toluene is introduced briefly. In this paper, graphene oxide (go), tetra (p-carboxyphenyl) metalloporphyrin (MTCPP Cl) and supported catalyst material M TCPP / Cl / GO.3 were synthesized by referring to related literatures. GOM TCPP Cl and M TCPP Cl-go were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), UV-vis X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TG) and specific surface area measurement (BET). Fixation mode and stability. 4. The catalytic oxidation of toluene was investigated by single factor variable method. The effects of reaction temperature, pressure, time and amount of catalyst on the catalytic performance of the catalyst were investigated, and the optimum reaction conditions were obtained. On this basis, three kinds of supported catalysts were reused to catalyze the oxidation of toluene. The relationship between the catalytic activity and the structure of the supported metalloporphyrin was studied. The results show that tetra (p-carboxyphenyl) manganese porphyrin (mn TCPP Cl), tetra (p carboxyl phenyl) iron porphyrin (Fe TCPP Cl) and tetra (p carboxyl phenyl) cobalt porphyrin (Co TCPP Cl) catalyze the oxidation of toluene. The conversion rate and the conversion number are not as good as their corresponding supported catalytic materials. Moreover, the three metalloporphyrins can only be used once, while the three kinds of supported catalytic materials can be reused for 4 times, and the catalytic effect of the three kinds of metalloporphyrins is stable. The average conversion and yield of toluene catalyzed by CoTCPP Cl / go were 2.80% and 0.73% higher than that of Co TCPP Cl. Under the optimum conditions, the conversion and yield of toluene were 1.79% and 1.30% higher than that of Co TCPP Cl for the first time. In addition, considering the factors of catalytic temperature, pressure and time, the catalytic activity of the three supported catalytic materials is mn TCPP Cl / GOCo TCPP Cl / GOFe TCPP Cl / GOP Cl / GOP Cl / GOG 路6, respectively. By comparing the experimental results and referring to the relevant literature, it is preliminarily inferred that the reaction mechanism of the three supported catalytic materials for the oxidation of toluene may be the mechanism of free radical reaction.
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36
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本文编号:2129632
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