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环氧丙烷(PO)是一种非常重要的基本有机化工原料。工业上制取环氧丙烷的两种方法中氯醇法严重污染环境,Halcon共氧化法存在产生大量联产品的问题。使用氧气为氧化剂进行丙烯环氧化反应制取环氧丙烷因其原子利用率高、环境友好、价格低廉引起人们的广泛重视,同时也是选择氧化领域最具挑战性的反应之一。在本论文中,首先利用液相还原法制备了无负载型纳米CuOx催化剂,重点考察了 N2气氛下预处理温度对丙烯环氧化反应性能的影响。研究结果表明当预处理温度为300 ℃时环氧化活性最高,反应温度为150 ℃时,丙烯转化率为0.13%,PO选择性为30%。XRD结果表明在N2气氛不同温度预处理的CuOx由Cu和Cu20组成,而且两者相对含量几乎保持不变。随着N2预处理温度的升高,催化剂的粒径大小逐渐增大,当CuOx的粒径大小为41 nm时表现出最佳的丙烯环氧化活性,表明CuOx的粒径大小是影响丙烯氧气环氧化反应的重要因素。NaC]和KAc的修饰不利于环氧丙烷的生成。对于CuOx碳纳米管(CNT)系列催化剂,沉积沉淀法合成的催化剂环氧化活性明显优于浸渍法,不同气氛下预处理和不同的预处理温度都会影响反应活性。在N2氛围下350 ℃预处理环氧丙烷的产率最高,反应温度为220 ℃时,丙烯转化率为0.1%时,PO选择性为30%。碳纳米管的酸化和碱化处理都会严重抑制环氧丙烷的生成。TEM结果表明沉积沉淀法合成的CuOx/CNT3催化剂,大部分铜物种都存在于碳管内部,不同气氛和不同温度预处理几乎不影响Cu物种的形貌和大小。随着N2预处理温度的升高,由于碳纳米管的还原作用,CuOx/CNT3催化剂上的铜物种由CuO逐渐向Cu2O和Cu转变。当N2预处理温度为350 ℃时,催化剂中几乎只含有Cu2O。我们认为催化剂中一价态Cu2O物种具有最高的丙烯环氧化活性,最有利于环氧丙烷的生成。