气态环己烷催化氧化的固体催化剂研究硕士论文.pdf

湖南大学
硕士学位论文
气态环己烷催化氧化的固体催化剂研究
姓名:周小平
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:蔡炳新

关键词:环己烷够趸恚化为多种部分氧化产物。肜摘要—疭虵狵/几种固体样品,作为环己烷的堡焦型些馑壳榈表现出较好的催化活性。/本文主要采用浸渍法制备了系列负载型过渡金属...氧化物固体样品。在常压微型固定床反应器中,于给定的反应条件下,以纯氧气为氧源,催化部分氧化气态环己烷。笛榉⑾郑谡庵制还檀呋从μ逑抵校芳和榭梢宰和所用催化剂的性质,拟定气态环己烷的部分氧化反应按照自由基机理进行,并提出了环己烷转化为不同的氧化产物经历的可能途径。与此同时,还分析了适应不同反应途径的催化剂活性集团的组成及特点。通过活性评价实验,发现这类负载型过渡金属氧化物固体催化剂的催化性能及结构受多种因素影响,这些因素包括载体本身的结构组成、载体预处理方法、负载的金属元素中碱金属元素种类及含量、反应温度和氧气流量等反应条件等。之适应不同的可能途径,加快了环己烷经历该途径的反应,增加了相应产物的生此外,还采用浸渍炒干法制备了/、猇/、—猇/、催化剂,考察了反应条件对负载性催化剂对环己烷部分裂解、氧化反应催化活性的影响。研究表明在/上添加某些助剂后,使其脱氢和供氧中心得到改善,明显地抑制了深度裂解与氧化作用。—疭虵甂。疭砻婢哂薪锨康脱氢中心和较弱的供氧中心,组成了适应于环己烷的部分裂化、氧化的活性集团,。根据产物分布的特点借助谱图分析了各种影响因素是如何通过调节活性集团的组成或结构,使成量。、,,
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第一章论绪环己烷部分氧化反应的研究及应用的意义环己烷部分氧化反应的生产应用现状烃类氧化是一项具有很大理论意义和实用价值的课题。烃类氧化动力学和化学反应机理的研究使链式反应理论的领域日趋扩大,并由于复杂链式反应的新性质和新特征的发现使链式反应理论日趋完善。烃类氧化过程的实际应用前途也很大,它是三大合成中单体物质制取的直接途径;是制造洗涤剂、选择性溶剂及其它许多化学产品的一种简单方法。在最近几十年内,饱和烃开始主要被用作生产化工产品的原料。但由于反应醇酮类氧化物并不是一个十分明显的过程,在低温下,烃类氧化反应不仅不易发烃类的部分氧化反应的研究是一项更加困难和复杂的工作。其中环己烷选择性氧化反应是一类典型的饱和烃类部分氧化反应,它一直是研究和生产的热点。这不仅是因为它对碳氢饱和键的活化及控制性单加氧过程有很重要的研究意义,而且该反应的主要产物环己酮、环己醇等是很重要的化工原料。要原料。。另外,由于环己酮、环己醇对多种有机化合物具有优良的溶解性,被广泛用作溶剂,应用于油漆、涂料工业中。此外,环己酮还成为有机合成的重要原料,用于合成染料、药物、杀虫剂以及除草剂等;它还用于除漆剂、皮革和金属的脱脂剂,印刷油墨以及录音、录像带的制作等。在纺织方面,环己酮作为丝光碱液添加剂、丝绸消光剂和织物整理剂,此外,环己醇除用作织物整理剂外,由于其具有优良的乳化能力,广泛,在国民经济中占有重要地位。中间产物醇酮类氧化物比初始反应的烃类更容易被氧化,所以烷烃部分氧化生成生,而且部分氧化反应生成醇酮的反应还需进行动力学的严格控制。因此,饱和环己酮和环己醇最主要的用途之一是合成己二酸,,也用于纺织品和合成纤维品的消光剂。环己醇还用作各种防护脂和油膏的成分,是乳剂的稳定剂、均化剂和消泡剂,用于消毒剂、香料、杀虫剂、杀菌剂、皮革柔软和木材防腐等领域。由此可见,环己酮和环己醇应用领域
环己烷部分氧化反应的液相研究进展状况细胞色素D馓逑理论从而指导实际生产,许多学者还在不断努力,尤其是反应的关键因素一催化液相空气氧化环己烷以生产环己酮和环己醇混合物壮芀在工业生采用中等程度的反应温度和压力的氧化工艺,环己烷转化率可达ィ琄选择性在~ブ洹V螅诠惴翰捎妙苎未呋链呋趸芳和樯鶮油的基础上,各国又进行了新催化剂的开发和工艺上的改进,以提高油的产率。年代蒆使竞头ü脱芯克7⒌囊晕揞艿呐鸹衔镂的催化下控制过氧化物分解,使油的总选择性达到%。虽然目前的液相空气氧化环己烷工艺取得了很大的进步,但仍存在诸多弊端。例如环己烷深度氧化严重、产物产量低、副产物多、工艺复杂、催化剂活性较差及污染严重等。因此,为了进一步改进工艺,提高油产量和选择性,减少污染,同时也为了探讨和研究饱和碳氢键活化与氧化机理,建立饱和烃类氧化化生成醇酮类氧化物,如甲烷单充氧酶、细胞色素等,氧化反应不仅条件温和而且产物的选择性很高。基于这些原因,在温和条件下开发新的催化烃类部分氧化反