RSM调控介孔Ag 2 S固载金属卟啉催化氧化性能研究

发布时间：2024-04-10 04:33

　　金属卟啉的催化性能研究对指导重要的化工原料(如:环己酮、苯乙酮)的工业生产和烷烃C-H氧化的理论研究有着重要的意义。又由于目前生产环己酮和苯乙酮等化工原料的工业方法存在转化率低和不够清洁等弊端,本研究使用仿生催化材料——介孔硫化银(mp-Ag₂S)固载金属卟啉催化环己烷和乙苯氧化成环己酮、苯乙酮等来研究影响金属卟啉催化性能的内外部因素,并为生产环己酮和苯乙酮等重要化工提供了新方法。为了提高5,10,15,20-四(4-吡啶基)锰卟啉(Mn TPyP)和5,10,15,20-四(4-吡啶基)铁卟啉(Fe TPyP)的催化性能,将Mn TPyP和Fe TPyP通过硫配位分别固载到介孔硫化银(mp-Ag₂S)的纳米腔中,形成仿生催化材料Mn TPyP/mp-Ag₂S和Fe TPyP/mp-Ag₂S。并应用各种表征方法对所制备的新型催化剂进行表征和分析,并研究对其催化氧化环己烷和乙苯性能的重要影响因素。本研究的工作内容和主要结果如下:1.介绍金属卟啉、环己烷和乙苯催化氧化和响应曲面优化法(RSM)的研究进展...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 金属卟啉概述
    1.2 硫化银的研究进展
    1.3 金属卟啉仿生模型
    1.4 环己烷催化氧化研究进展
    1.5 乙苯催化氧化研究进展
    1.6 响应曲面法优化技术
    1.7 本课题的研究意义和内容与创新点
        1.7.1 本课题的研究意义
        1.7.2 本课题的研究内容
        1.7.3 本课题的创新点
第二章 催化材料的制备与表征
    2.1 实验仪器和试剂
        2.1.1 实验所用仪器
        2.1.2 实验所用试剂
    2.2 催化材料的制备
        2.2.1 载体的制备
        2.2.2 5,10,15,20-四(4-吡啶基)锰卟啉制备
        2.2.3 5,10,15,20-四(4-吡啶基)铁卟啉制备
        2.2.4 Mn TPyP/mp-Ag₂S的制备
        2.2.5 Fe TPyP/mp-Ag₂S的制备
    2.3 催化氧化环己烷反应
        2.3.1 催化反应装置图
        2.3.2 催化反应实施过程
    2.4 环己烷氧化反应产物分析
        2.4.1 气相色谱仪GC7900工作条件
        2.4.2 环己烷氧化混合物的定性分析
        2.4.3 环己烷氧化混合物中环己烷、环己醇和环己酮的定量分析
        2.4.4 环己烷氧化混合物中副产物的定量分析
    2.5 乙苯氧化反应产物分析
        2.5.1 气相色谱仪GC7900工作条件
        2.5.2 乙苯氧化混合物的定性分析
        2.5.3 乙苯氧化混合物中乙苯、苯乙酮、苯甲醛和D-L苯乙醇的定量分析
        2.5.4 乙苯氧化混合物中副产物的定量分析
    2.6 催化剂性能评价方法
    2.7 紫外-可见光谱分析
        2.7.1 H₂TpyP、Mn TPyP和 Fe TPyP的紫外-可见光谱
        2.7.2 mp-Ag₂S,固载Mn TPyP和固载Fe TPyP滤液的紫外-可见光谱
        2.7.3 Mn TPyP/mp-Ag₂S的紫外-可见光谱
        2.7.5 Fe TPyP/mp-Ag₂S的紫外-可见光谱
    2.8 红外及拉曼表征
        2.8.1 Mn TPyP/mp-Ag₂S的红外与拉曼分析
        2.8.2 Fe TPyP/mp-Ag₂S的红外与拉曼分析
    2.9 EDS表征
    2.10 TEM和氮吸附结果分析
    2.11 TG表征
    2.12 X射线光电子能谱分析
        2.12.1 Mn TPyP/mp-Ag₂S的 XPS分析
        2.12.2 Fe TPyP/mp-Ag₂S的 XPS分析
    2.13 本章小结
第三章 介孔硫化银固载锰卟啉催化环己烷结果分析
    3.1 Mn TPyP/mp-Ag₂S催化氧化环己烷
        3.1.1 反应温度对Mn TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        3.1.2 氧气压力对Mn TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        3.1.3 催化剂用量对Mn TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        3.1.4 TSAR对 Mn TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
    3.2 RSM优化Mn TPyP/mp-Ag₂S对环己烷的转化率
        3.2.1 实验设计和回归方程的建立
        3.2.2 响应面二元回归方程的显著性检验
        3.2.3 响应面结果分析
        3.2.4 实验模型的验证
    3.3 Mn TPyP/mp-Ag₂S和 Mn TPyP催化性能和循环利用性能比较
第四章 介孔硫化银固载铁卟啉催化乙苯氧化结果分析
    4.1 Fe TPyP/mp-Ag₂S催化氧化乙苯
        4.1.1 反应温度对Fe TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        4.1.2 氧气压力对Fe TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        4.1.3 催化剂用量对Fe TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
        4.1.4 TSAR对 Fe TPyP/mp-Ag₂S催化性能的影响
    4.2 RSM优化Fe TPyP/mp-Ag₂S对乙苯的转化率
        4.2.1 实验设计和回归方程的建立
        4.2.2 响应面二元回归方程的显著性检验
        4.2.3 响应面结果分析
        4.2.4 实验模型的验证
    4.3 Fe TPyP/mp-Ag₂S和 Fe TPyP催化性能和循环利用性能比较
    4.4 固载Fe TPyP催化乙苯氧化反应机理探讨
        4.4.1 对照实验
        4.4.2 固载金属卟啉催化乙苯的氧化反应机理简单探讨
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3950158