硫化铅固载四（五氟苯基）金属卟啉催化环己烷氧化性能研究

发布时间：2017-08-13 07:36

  本文关键词：硫化铅固载四（五氟苯基）金属卟啉催化环己烷氧化性能研究

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【摘要】：为模拟细胞色素P—450酶中轴向配体活性调节作用,实现温和条件下环己烷的高效催化氧化,在本研究中,我们选用硫化铅为载体,通过极性吸引和配位键作用固载四(五氟苯基)金属卟啉[M TPFPP],制备硫化铅[PbS]负载金属卟啉非均相催化剂[MTPFPP/PbS],探讨其催化氧化环己烷的性能,以及根据催化结果提出可能的催化反应机理。本实验研究主要包括以下工作内容：1.概述固载金属卟啉、环己酮和环己醇制备工艺研究进展。2.参照文献合成载体硫化铅、四(五氟苯基)金属卟啉以及固载金属卟啉。3.用UV-Vis、FT-IR、XRD、TG-DTA、BET、SEM和XPS等表征手段对这些仿生催化材料的形态与结构进行分析研究。4.在无任何还原剂和溶剂的体系中,采用单因素变量法找到固载催化材料(M TPFPP/PbS)催化氧气氧化环己烷的最适宜反应条件；并在此条件下,考察固载催化剂M TPFPP/PbS的重现性能,及将未固载金属卟啉M TPFPP在同等条件下作对比研究。5.催化结果显示：将载体硫化铅于最优反应条件下催化环己烷,催化效果不佳。但将四(五氟苯基)金属卟啉负载到硫化铅上后,用仅含1 mg M TPFPP当量的硫化铅四(五氟苯基)金属卟啉可重复使用催化氧气氧化环己烷6次,显示出比未固载M TPFPP具有更好的催化活性和重现性能。三种催化材料的催化活性顺序为：Co TPFPP/PbS Fe TPFPP/PbS Mn TPFPP/PbS.6.结合相关文献分析,推测硫化铅四(五氟苯基)金属卟啉催化环己烷可能为自由基参与的反应。
【关键词】：硫化铅 四(五氟苯基) 金属卟啉 催化氧化 环己烷
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O621.251
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 负载型金属卟啉研究进展12-16
• 1.1.1 无机载体12-15
• 1.1.2 有机载体15-16
• 1.2 环己酮和环己醇制备工艺进展16-22
• 1.2.1 苯酚加氢法16-17
• 1.2.2 环己烷氧化法17-22
• 1.2.3 环己烯水合法22
• 1.3 本课题研究的意义及内容22-24
• 1.3.1 本课题研究的意义22-23
• 1.3.2 本课题研究的内容23-24
• 第二章 实验部分24-37
• 2.1 主要仪器及试剂24-26
• 2.1.1 主要仪器24-25
• 2.1.2 实验试剂25-26
• 2.2 催化剂的制备方法26-29
• 2.2.1 四(五氟苯基)金属卟啉的制备26-27
• 2.2.2 硫化铅固载金属卟啉催化剂的制备27-29
• 2.3 催化材料表征方法29-31
• 2.3.1 紫外光谱(UV-vis)表征29-30
• 2.3.2 红外光谱(FT-IR)表征30
• 2.3.3 X射线衍射(XRD)表征30
• 2.3.4 热重分析(TG)表征30
• 2.3.5 扫描电镜(SEM)表征30
• 2.3.6 比表面积(BET)表征30-31
• 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)表征31
• 2.4 催化氧化环己烷方法及产物测定原理31-36
• 2.4.1 催化反应装置及方法31-32
• 2.4.2 环己烷氧化产物分析方法32-36
• 2.5 催化剂活性指标评价36-37
• 第三章 催化材料的表征结果及讨论37-50
• 3.1 紫外表征结果与讨论37-40
• 3.1.1 H_2TPFPP及M TPFPP紫外光谱对比37-38
• 3.1.2 M TPFPP及M TPFPP/PbS紫外光谱对比38-40
• 3.2 FT-IR表征结果与讨论40-43
• 3.3 XRD表征结果与讨论43
• 3.4 TG表征结果与讨论43-45
• 3.5 SEM和BET表征结果与讨论45-47
• 3.6 XPS表征结果与讨论47-48
• 3.7 本章小结48-50
• 第四章 硫化铅固载四(五氟苯基)金属卟啉对环己烷的催化氧化50-67
• 4.1 硫化铅固载四(五氟苯基)钴卟啉催化氧气氧化环己烷性能的探讨50-55
• 4.1.1 不同反应温度对Co TPFPP/PbS催化效率的影响50-51
• 4.1.2 不同反应压力对Co TPFPP/PbS催化效率影响51
• 4.1.3 不同催化剂加入量对Co TPFPP/PbS催化效率的影响51-52
• 4.1.4 不同反应时间对Co TPFPP/PbS催化效率的影响52-53
• 4.1.5 Co TPFPP与Co TPFPP/PbS催化性能比较53-54
• 4.1.6 Co TPFPP/PbS与Co TPFPP催化环己烷重复使用性能的研究54-55
• 4.2 硫化铅固载四(五氟苯基)锰卟啉催化氧气氧化环己烷性能的探讨55-59
• 4.2.1 不同反应温度对Mn TPFPP/PbS催化效率的影响55
• 4.2.2 不同反应压力对Mn TPFPP/PbS催化效率的影响55-56
• 4.2.3 不同催化剂加入量对Mn TPFPP/PbS催化效率的影响56
• 4.2.4 不同反应时间对Mn TPFPP/PbS催化效率的影响56-57
• 4.2.5 Mn TPFPP/PbS和Mn TPFPP催化性能的对比57-58
• 4.2.6 Mn TPFPP/PbS与Mn TPFPP催化环己烷重复使用性能研究58-59
• 4.3 硫化铅固载四(五氟苯基)铁卟啉催化氧气氧化环己烷性能的探讨59-64
• 4.3.1 不同反应温度对Fe TPFPP/PbS催化效率的影响59-60
• 4.3.2 不同反应压力对Fe TPFPP/PbS催化效率的影响60
• 4.3.3 不同催化剂加入量对Fe TPFPP/PbS催化效率的影响60-61
• 4.3.4 不同反应时间对Fe TPFPP/PbS催化效率的影响61-62
• 4.3.5 Fe TPFPP/PbS和Fe TPFPP催化性能比较62-63
• 4.3.6 Fe TPFPP/PbS和Fe TPFPP催化环己烷重复使用性能研究63-64
• 4.4 硫化铅固载三种金属卟啉催化环己烷性能的比较64-65
• 4.4.1 三种异相催化剂平均催化性能比较64
• 4.4.2 三种异相催化剂首次催化时醇酮产率比较64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 催化材料催化机理的探讨67-70
• 5.1 催化材料催化氧化环己烷机理的探讨67-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 参考文献72-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录82

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