環己烷-O2在多相催化劑上制備KA油的研究.pdf

1、環己烷催化氧化制環己酮和環己醇(統稱KA油)是烷烴催化氧化反應的重要代表,其研究具有極強的科學意義和工業價值。目前該反應過程的工業化途徑主要在于非催化劑法和均相催化劑法,它們存在著諸如轉化率和選擇性不高、反應條件不溫和、產物復雜、分離操作和運行成本高等諸問題,為非環境友好過程。本課題旨在開發用于環己烷氧化的新型高效多相催化劑,并開展以氧氣作為氧化劑在溫和條件下進行環己烷催化氧化制環己酮和環己醇反應的研究。通過優化催化劑合成條件和催化反應

2、工藝參數,探索催化反應機理,為今后環己烷多相催化氧化制KA油過程盡快實現工業化提供有益的科學積累和技術指導。
　　 論文工作主要包括以下四個方面:
　　 1)本文采用不同負載的方法對ZSM-5催化劑材料進行改性,并對這些材料進行表征,然后再考察其在環己烷催化氧化中的催化活性,得出最優催化劑材料的制備方法。通過比較我們發現最佳的催化劑為鈷離子通過兩次浸漬的ZSM-5,在最佳的反應條件下,環己烷的轉化率可達到13.0％左右,

3、KA油的選擇性為80.4％。
　　 2)采用水熱合成的方法制備了Co摻雜的銳鈦礦TiO2催化劑(Co-TiO2),并以XRD、Raman、XPS、UV-vis等技術手段對催化劑的結構進行了表征。研究結果表明,Co-TiO2催化劑中,Co離子部分取代了TiO2晶格中的Ti4+,從而在催化劑中形成了超氧物種O22-,該超氧物種的存在可能是Co-TiO2催化劑具有催化環己烷氧化制KA油反應優異性能的重要原因。
　　 3)從催化

4、劑Co/TiO2-450回收利用問題和環己烷催化氧化的特點,本文還自行設計出了應用于環己烷催化氧化的氣-固-液反應器。不僅解決了環己烷釜式反應中催化劑的流失問題和管式反應中停留時間不足問題,并且提高了環己烷催化氧化的轉化率和選擇性,有利于催化劑的再次回收利用?？疾榱朔磻獕毫?、溫度、時間、溶劑量以及不同的引發劑對環己烷催化氧化的影響,研究結果表明,采用摩爾比Co/Ti=0.04:1和晶化時間6小時的條件制備的催化劑具有最佳的性能?；谠摯?/p>