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3.4.1 红外光谱分析18
3.4.2 透射电子显微镜分析(TEM)19
3.4.3 粉末X射线衍射分析(XRD).20
3.5 环己烷氧化产物分析.20
3.5.1 色谱分析条件21
3.5.2 数据处理21
3.6 催化剂活性测试23
4 结论与展望.25
4.1 结论.25
4.2展望25
参考文献.28
一 绪论
1.1 本课题的研究背景及意义
环己炼氧化选择性氧化制备环己酮和环己醇(简称为KA油)的过程具有重要的工业应用价值,同时也是具有挑战性的研究课题。在工业应用方面,KA油是重要的化工中间体,可以进一步氧化成己二酸和己内酰胺,进一步生成尼龙-6和尼龙-66,另外KA油也是有机化工原料和工业溶剂,在涂料、洗漆剂、农药、医药行业有重要应用。
目前世界上KA[1]油的生产工艺路线主要有3种,环己院氧化法,苯酌加氧法和苯部分加氢水合法,其中90%以上的KA油生产量使用环己焼氧化法生产工艺。在目前的环己焼氧化工艺中,所用的催化剂多为钴盐或硼酸类均相催化剂,温度为415-435 K,釆用空气为氧化剂,压力为1-2MPa,为了减少深度氧化,环己院的单程转化率控制在3-5%, KA油的选择性也只有70-80%。并且工艺过程存在三废严重,能耗高,催化剂利用率低、回收困难,催化剂容易与某些副产物反应形成结坂,从而造成设备和管道堵塞等问题。国内外在环己焼氧化的工艺上进行了诸多尝试,但并没有重大的突破。所以人们逐渐把重心转向幵发出环境友好,高活性、选择性,可重复性使用的催化剂体系,这也是以后环己院氧化技术发展的方向。论文网
金一直被认为是非常惰性的金属[2],自从发现纳米金有良好的催化活性,就引起人们的广泛关注。将纳米金负载在氧化物或其他载体上表现出了优异的多相催化活性,在污染性气体的消除、氢参与的反应、精细化学品的合成以及经、烯、醇等有机物的液相氧化反应都有广泛的应用,金催化剂在一氧化碳氧化方面表现出的优异的低温催化活性,为制备常温环境净化材料有提供了极大的可能性。其中,分子筛和介孔碳负载的纳米金催化剂表现出了良好的催化活性,釆用催化剂,在423K下当转化率为10%-15%时,也可达到较好的选择性。因此,我们致力于研宄开发对环境友好的液相院烃氧化过程的含金纳米催化剂,这对于治理人类生存环境和发展化学工程学科将有重要意义。
1.2 纳米Au催化剂的研究意义
随着科学技术的发展,人们已经能得到大部分的金属和氧化物的纳米级微粒材料,对这些材料进行了深入的研究 ,获得了重要的成果。
金的外层点知结构为[xe]4f(14)5d(10)6s(1) [3],这使金元素是催化活性最低的金属。同时,由于粒子半的径大,金的金属晶体构型属于面心立方晶系,熔点与沸点较高。
金有很大的电离能,不易失去电子,因此金与其他物质分子之间的相互作用力是很弱的。当温度低于200度的时候,在单晶金的表面不产生吸附。这就是为什么块状金催化活性较低的主要原因。
现在有多种方法制备纳米Au催化剂,如浸渍法、共沉淀法、沉积-沉淀法、溶胶凝胶法、化学气相淀积法等[5]。但是,由于Au的特殊物理化学性质,以上方法制备Au催化剂存在着很多问题例如粒子粒径分布宽!重现性差或是制备成本较高的问题,并且不同的制备方法对催化剂的活性存在较大的影响。