三氧化钨光催化环己烷脱氢制环己烯的研究

发布时间：2021-04-11 16:01

　　环己烯是多种重要有机中间体的原材料,也是合成KA油及己二酸的最佳原料,是一种关联度极大的基础化工原料。广泛的应用于医药、食品、农业产品、聚酯和其它精细化工产品的生产,有着极为重要的工业应用前景。随着国内尼龙产品的需求量不断增加,在世界上尼龙6、尼龙66的需求量同样很大,但受生产技术的限制,目前国内环己烯的年产量非常低。现有的环己烯生产方法成本高、效率低、污染严重,急需寻求一种环己烯生产的工艺新途径。基于以上研究背景,本论文以三氧化钨为模型催化剂,探讨了光催化环己烷脱氢制备环己烯的过程。进一步研究了三氧化钨表面氧缺陷与环己烷选择性转化的内在联系,以及三氧化钨{001}晶面影响环己烷脱氢过程的作用机制。研究内容主要包括以下两部分:（1）提供了一种烷烃经过光催化脱氢的新途径,具体来说是一种高选择性光催化环己烷脱氢制备环己烯的方法。其主要方法为:以三氧化钨纳米材料为光催化剂,在常温常压下通过气相光催化反应使得环己烷脱氢后形成环己烯,其中环己烯的选择性高达100%,无其它副产物产生。整个过程在模拟太阳光下即可进行,同时该光催化剂的稳定性好,长时间运行也无明显衰减。该方法反应条件温和且操作简易,解... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

环己烯下游产品

１￡丫３１＾等［２９］在可见下，以分子氧为氧源，三氧化钨为催化化，得到了较高选择性的环己酮和环己醇。用Ｐｔ负载的Ｗ０了环己醇和环己酮的产率，并通过同位素标记实验证明了?环己酮。电子自旋共振测试表明，环己基自由基在与ｗ〇３间体，Ｐｔ／Ｗ〇３和Ｔｉ０２物理混合得到的二元催化剂比Ｐｔ／Ｗ０３化活性，随着Ｔｉ〇２比表面积的增加，催化剂的光催化活性Ｔｉ〇２的二元催化剂上观察到环己基自由基生成速率增加，于环己基自由基的形成和稳定。??９??

〇３０４上的丙烷脱氢，Ｃ－Ｈ的活化优先通过一种均一机制进行，在较弱的氧行氢的脱去，形成一个丙氧基中间体，然后反应生成丙烯。使用钴氧化物形位点组成的最低能量（１１１）和（１１０）表面的比较表明，Ｂ型（１１０）活跃的，并且活在氧存在下形成的弱保持的０＊位点。结果表明，较小的纳米粒子具有较多的边缘和角位，会导致更强的固位性和较少的碱性〇＊位，低脱氢反应活性。与较小的Ｃ〇３０４粒子相比，较大的钴氧化物颗粒在梯田较高比例的弱保持０＊，带隙较小，这两种粒子都使大颗粒上的Ｃ－Ｈ激活团簇上的低。这与实验结果相一致，表明１２?ｎｍ大颗粒比６ｎｍ小颗粒具有应活性。??氧的存在是至关重要的，因为它补充活跃的表面０＊－０＊位，进行Ｃ－Ｈ键活的形成及去除。这与实验结果吻合得很好，实验结果表明，环己烷与氧共混气存在下进行反应，有利于环己烷的氧化转化。这些结果为优化氧化脱氢金属氧化物催化剂提供了一个很好的起点，具有重要的经济意义。在这研，环己烷选择性脱氢的产物环己烯的选择性为８５％。虽无法达到１００％，但们研宄环己烷选择性脱氢制环己烯反应机理的提供了参考。??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3131553