固载化NHPI/Co（Cu）催化甲苯分子氧选择性氧化制苯甲醛
发布时间：2022-01-10 02:39
苯甲醛是食品、药品和农药等行业重要的中间产品,其工业化生产主要采用氯化苄水解工艺,污水处理难度大,设备腐蚀严重,产品含氯元素,不能用于食品、药品行业。通过液相甲苯分子氧选择性氧化制备无氯苯甲醛具有经济环保的优点和工业化应用的潜力。开发并优化甲苯氧化反应的催化体系,使反应条件更加温和,苯甲醛选择性更高,催化剂可循环使用,具有重要的意义。本论文将N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）及其引发剂Co2+或Cu2+固载化,对制备的多相催化剂的组成、结构、形貌和化学态等性质进行表征,通过液相甲苯分子氧选择性氧化制苯甲醛反应测试其催化活性和稳定性,研究其构效关系,并探索NHPI/Co2+或NHPI/Cu2+催化甲苯氧化的反应机理。一、CVD法制备CuO/SiO2及其催化甲苯选择性氧化制苯甲醛性能采用化学气相沉积（CVD）法分别制备了柱层层析硅胶（SiO2）和二氧化硅纳米球（SNS）担载的CuO催化剂CuO/SiO2和CuO/SNS。SiO2担载的CuO是单斜相晶体结构,在载体上高度分散,颗粒尺寸约为4 nm。CuO/SiO2稳定性良好,循环使用4次后,CuO的含量只有轻微地下降,晶体结构未发生改变。通...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１载体ＳｉＯｄＤ催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２的低温乂吸附－脱附等温线
图２．２催化剂ＣｕＯ／ＳＮＳ、ＣｕＯ／Ｓｉ０２和回收催化剂ＣｕＯ／Ｓｉ０２－Ｒ４的ＸＲＤ谱。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣｕＯ／ＳＮＳ，?ＣｕＯ／ＳｉＯ：?ａｎｄ?ｒｅｃｙｃｌｅｄ?ＣｕＯ／ＳｉＯ：－Ｒ４?ｃａｔａｌｙｓｔｓ．??图２．３是催化剂ＣｕＯ／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的傅Ｍ叶变换红外光谱。巾图可知，ＣｕＯ／Ｓｉ０２??在３１４０—３７００?ｃｍ＿１之间出现一个宽吸收峰，在９６０?ｃｍ“和１６３３?ｃｉｒｆ１处分别出现一个尖吸??收峰，这些吸收峰归属于载体表面的羟雒和吸附水。在１０９６?ｃｎＴ１处出现的强吸收峰是??Ｓｉ—０—Ｓｉ键的不对称伸缩吸收峰，在４６５?ｃｍ—１和８００?ｃｍ—１处分别是Ｓｉ—０的弯曲振动峰??和对称伸缩振动峰。此外，Ｃｕ—０—Ｓｉ键在９６０?ｃｎｆ１的吸收峰与该处Ｓｉ—ＯＨ键的芎曲振??动峰重叠，似是在５６１?ｃｎＶ１出现了?Ｃｕ—０键仲缩振动峰的信号［２７）。??ＣｕＯ／ＳＮＳ的峰佶号及归属与Ｃｕ０／Ｓｉ０２类似，只不过由于ＳＮＳ是实心纳米球，没有孔??道结构，所以相比Ｃｕ０／Ｓｉ０２，在３１４０—３７００?ｃｎＶ１之间的吸附水的峰强度减弱了许多。??
Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ－１）??图２．３催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的傅里叶变换红外光谱。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?ＦＴ－ｒＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ＣｕＯ／ＳｉＯ？?ａｎｄ?ＣｕＯ／ＳＮＳ．??２．３．１．４催化剂的形貌??图２．４?（Ａ）和图２．４?（Ｂ）分别是催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的透射电镜图，图２．４?（Ｃ）??和图２．４?（Ｄ）是Ｃｕ０／Ｓｉ０２的高分辨透射电镜图。??身??５０?ｎｍ?奏＇?替００?ｎｍ??＿??图２．４?Ｃｕ〇／Ｓｉ０２、ＣｕＯ／ＳＮＳ的透射电镜图以及Ｃｕ０／Ｓｉ０２的高分辨透射电镜图。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?（Ａ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｕＯ／Ｓｉ〇２；?（Ｂ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｕＯ／ＳＮＳ；?（Ｃ）?ａｎｄ?（Ｄ）?ＩＩＲＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ??Ｃｕ０／Ｓｉ０２．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨酸铋担载钯纳米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反应（英文）[J]. 袁博,张宝,王志亮,卢胜梅,李军,刘龑,李灿. 催化学报. 2017(03)
[2]乙酰丙酮盐催化甲苯液相氧化制苯甲醛的研究[J]. 金少瑾,陈纪忠. 高校化学工程学报. 2014(02)
[3]苯甲醛合成工艺研究进展[J]. 胡乐晓,郜胜. 精细石油化工进展. 2011(09)
[4]电合成苯甲醛及其衍生物的研究进展[J]. 付忠超,李琪,乔庆东. 精细化工中间体. 2011(03)
[5]苯甲醛制取技术进展[J]. 蔡娜,路嫔. 黑龙江科技信息. 2011(07)
[6]Effect of manganese and potassium addition on CeO2-Al2O3 catalyst for hydrogenation of benzoic acid to benzaldehyde[J]. 程党国,侯春阳,陈丰秋,詹晓力. Journal of Rare Earths. 2009(05)
[7]苯甲醛电合成技术的新进展[J]. 李彦威,马建超,刘希武,王志忠. 现代化工. 2006(01)
[8]CuO/CeO2-Al2O3催化剂中CuO物种的原位XRD、Raman和TPR表征[J]. 何迈,方萍,谢冠群,谢云龙,闫宗兰,罗孟飞. 物理化学学报. 2005(09)
[9]金属卟啉配合物模拟某些金属酶的研究进展[J]. 计亮年,彭小彬,黄锦汪. 自然科学进展. 2002(02)
本文编号：3579900
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１载体ＳｉＯｄＤ催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２的低温乂吸附－脱附等温线
图２．２催化剂ＣｕＯ／ＳＮＳ、ＣｕＯ／Ｓｉ０２和回收催化剂ＣｕＯ／Ｓｉ０２－Ｒ４的ＸＲＤ谱。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣｕＯ／ＳＮＳ，?ＣｕＯ／ＳｉＯ：?ａｎｄ?ｒｅｃｙｃｌｅｄ?ＣｕＯ／ＳｉＯ：－Ｒ４?ｃａｔａｌｙｓｔｓ．??图２．３是催化剂ＣｕＯ／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的傅Ｍ叶变换红外光谱。巾图可知，ＣｕＯ／Ｓｉ０２??在３１４０—３７００?ｃｍ＿１之间出现一个宽吸收峰，在９６０?ｃｍ“和１６３３?ｃｉｒｆ１处分别出现一个尖吸??收峰，这些吸收峰归属于载体表面的羟雒和吸附水。在１０９６?ｃｎＴ１处出现的强吸收峰是??Ｓｉ—０—Ｓｉ键的不对称伸缩吸收峰，在４６５?ｃｍ—１和８００?ｃｍ—１处分别是Ｓｉ—０的弯曲振动峰??和对称伸缩振动峰。此外，Ｃｕ—０—Ｓｉ键在９６０?ｃｎｆ１的吸收峰与该处Ｓｉ—ＯＨ键的芎曲振??动峰重叠，似是在５６１?ｃｎＶ１出现了?Ｃｕ—０键仲缩振动峰的信号［２７）。??ＣｕＯ／ＳＮＳ的峰佶号及归属与Ｃｕ０／Ｓｉ０２类似，只不过由于ＳＮＳ是实心纳米球，没有孔??道结构，所以相比Ｃｕ０／Ｓｉ０２，在３１４０—３７００?ｃｎＶ１之间的吸附水的峰强度减弱了许多。??
Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ－１）??图２．３催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的傅里叶变换红外光谱。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?ＦＴ－ｒＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ＣｕＯ／ＳｉＯ？?ａｎｄ?ＣｕＯ／ＳＮＳ．??２．３．１．４催化剂的形貌??图２．４?（Ａ）和图２．４?（Ｂ）分别是催化剂Ｃｕ０／Ｓｉ０２和ＣｕＯ／ＳＮＳ的透射电镜图，图２．４?（Ｃ）??和图２．４?（Ｄ）是Ｃｕ０／Ｓｉ０２的高分辨透射电镜图。??身??５０?ｎｍ?奏＇?替００?ｎｍ??＿??图２．４?Ｃｕ〇／Ｓｉ０２、ＣｕＯ／ＳＮＳ的透射电镜图以及Ｃｕ０／Ｓｉ０２的高分辨透射电镜图。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?（Ａ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｕＯ／Ｓｉ〇２；?（Ｂ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｕＯ／ＳＮＳ；?（Ｃ）?ａｎｄ?（Ｄ）?ＩＩＲＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ??Ｃｕ０／Ｓｉ０２．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨酸铋担载钯纳米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反应（英文）[J]. 袁博,张宝,王志亮,卢胜梅,李军,刘龑,李灿. 催化学报. 2017(03)
[2]乙酰丙酮盐催化甲苯液相氧化制苯甲醛的研究[J]. 金少瑾,陈纪忠. 高校化学工程学报. 2014(02)
[3]苯甲醛合成工艺研究进展[J]. 胡乐晓,郜胜. 精细石油化工进展. 2011(09)
[4]电合成苯甲醛及其衍生物的研究进展[J]. 付忠超,李琪,乔庆东. 精细化工中间体. 2011(03)
[5]苯甲醛制取技术进展[J]. 蔡娜,路嫔. 黑龙江科技信息. 2011(07)
[6]Effect of manganese and potassium addition on CeO2-Al2O3 catalyst for hydrogenation of benzoic acid to benzaldehyde[J]. 程党国,侯春阳,陈丰秋,詹晓力. Journal of Rare Earths. 2009(05)
[7]苯甲醛电合成技术的新进展[J]. 李彦威,马建超,刘希武,王志忠. 现代化工. 2006(01)
[8]CuO/CeO2-Al2O3催化剂中CuO物种的原位XRD、Raman和TPR表征[J]. 何迈,方萍,谢冠群,谢云龙,闫宗兰,罗孟飞. 物理化学学报. 2005(09)
[9]金属卟啉配合物模拟某些金属酶的研究进展[J]. 计亮年,彭小彬,黄锦汪. 自然科学进展. 2002(02)
本文编号：3579900
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