钴基金属有机框架催化剂在苯甲醇氧化反应中的性能研究
[Abstract]:Benzaldehyde, as an important chemical raw material and intermediate of organic synthesis reaction, occupies an important position in the field of industrial application. Nowadays, the preparation methods of benzaldehyde used in industry have many disadvantages, such as tedious process, low yield and inconsistent with green chemical reaction process. Therefore, it is necessary to look for green environmental protection and high atom utilization methods. Benzyl alcohol oxidation is an important chemical reaction and one of the most commonly used methods to prepare benzaldehyde. In the oxidation of benzyl alcohol, oxygen acts as an oxidant and the by-product is only water, thus reducing environmental pollution. Metal-organic frameworks (MOFs) materials have large specific surface area, porous, and porous. MoFs are composed of metal nodes and organic ligands. In catalytic reactions, metal nodes and organic ligands can be used as active centers. In addition, some catalytic active centers can be introduced according to the needs of the reaction. The results are as follows: 1. Preparation of metal organic frameworks M (bdc) (ted) (0.5) (M = Co, Zn, Ni, Cu) catalysts and selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde. The metal-organic framework material M (bdc) (ted) (0.5) (M = Co, Zn, Ni, Cu, BDC = terephthalic acid, Ted = triethylenediamine) was synthesized by solvothermal method. The material was characterized by XRD, FI-IR, N 2 adsorption-desorption, TG and SEM. The final catalyst was recorded as M (bdc) (ted) (0.5). The catalytic oxidation of benzyl alcohol was used as a probe reaction. The effects of MOFs with different metal nodes of the same organic ligand on the oxidation of benzyl alcohol were investigated under the same reaction conditions. The results showed that the catalytic performance of the four metal catalysts with Co metal nodes was the best. The conversion rate was 81.8% and the selectivity was close to 1.8% after 8 h reaction with oxygen as oxidant. At the same time, Co (bdc) (ted) (0.5) catalyst showed obvious solvent effect, and the best conversion and selectivity in DMF solvent, probably due to the coordination interaction between DMF and Co ~ (2+), which affected the coordination ability of the active sites of the catalyst. The interruption and cycling experiments showed that the conversion of benzyl alcohol after the thermal filtration catalyst was carried out. The catalytic activity of the catalyst did not decrease after three cycles, which further indicated that the catalyst had good cyclic stability. 2. Preparation of metal-organic framework M-BTC (M=Co, Cu, Fe) catalyst and its performance in catalytic oxidation of benzyl alcohol using pyromellitic acid as ligand and transition metal (Co, C, Fe) M-BTC (M = Co, Cu, Fe) synthesized by u, Fe was characterized by XRD, FI-IR, N_2 adsorption-desorption, XPS, TG and SEM. It was found that the structure and morphology of M OFs prepared by different transition metals were not identical. By comparing the catalytic performance of three metal nodal catalysts in the oxidation of benzyl alcohol, it was found that Co was under the same reaction conditions. The catalytic activity of - BTC catalyst was higher than that of the other two metal catalysts. The catalytic tests under different reaction conditions were carried out. The results showed that the catalytic activity of Co-BTC catalyst in DMF solvent was the best after 10 h reaction with air as oxidant. The conversion of benzyl alcohol was 92.9% and the selectivity of benzaldehyde was 97.1%. The results of repeated experiments and thermal filtration showed that the catalytic activity of the catalyst did not decrease significantly after three cycles of use, and the conversion of benzyl alcohol did not change significantly after the thermal filtration catalyst, indicating that the catalyst structure was relatively stable.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TQ244.1
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,本文编号:2247216
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