新型CuMn双金属氧化物催化剂构筑及催化环己基苯氧化性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rechen216
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苯酚和环己酮作为具有高附加值的化工原料,主要应用于医药、农药、橡胶等领域,主要用于合成双酚A、酚醛树脂、己内酰胺等精细化学品。苯酚和环己酮的应用价值高,因此环己基苯氧化制备过氧化氢环己基苯再酸解为苯酚和环己酮具有较好的工业应用前景。但是环己基苯液相氧化目前面临着催化效率低,副产物多等问题,因此,需要开发出高活性的催化剂用于催化环己基苯氧化反应。本文基于层状双金属氢氧化物(LDHs)与碳纳米管(CNTs)构筑了新型CuMn复合金属氧化物,探讨了催化剂氧空位浓度、氧分子的吸附与活化、活性组分间的协同作用。并基于已有的研究结果,通过加入三聚氰胺制得新型CN复合的铜锰复合金属氧化物催化剂,探究了CN与CuMn复合氧化物间强相互作用,研究了系列Cu基氧化催化剂在环己基苯氧化反应中的性能。本文具体研究内容如下:(1)通过共沉淀法制备了具有较大比表面积的系列CuMnAl-LDO/CNT催化剂,新型CuMn基复合金属氧化物催化材料的高分散性使其暴露出更多的活性位点,构筑大量Mn3+-Ov-Mn3+氧缺陷结构,促进了氧气的吸附和活化。Cu-Mn金属协同性提高了反应活性。该催化剂在反应过程中不需要额外加入反应助剂、溶剂,减少了传统工艺流程对环境的污染问题。(2)使用双滴共沉淀法制备了三元CuMnAl-LDH水滑石前体,通过惰性气氛中热分解CuMnAl-LDH与三聚氰胺的方法将两者结合,制备了新型CN复合的铜锰复合金属氧化物催化剂CuMnAl@CN。调变铜和锰元素之间的比例,构筑了系列Cu基氧化催化材料。CN层与活性金属间的电子传输增加了氧空位浓度,利于氧气分子在催化剂上的吸附与活化。CN层与CuMn复合氧化物起到协同催化作用,在环己基苯液相氧化反应中取得了较好的性能。环己基苯液相氧化实验采用常压式鼓泡反应器,通过优化反应条件,得到较好的实验结果。
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