活性炭的(de)環己烷(wan)氧(yang)化

　　今天，我(wo)想介紹一下環(huan)(huan)己烷無溶劑氧(yang)化活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)原(yuan)料是磷酸鹽(yan)浸泡在380中℃在惰性(xing)(xing)氣體下碳化，然后用(yong)過氧(yang)化氫激(ji)活(huo)(huo)(huo)(huo)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面(mian)積(ji)和孔徑分析儀表征。在自制雙壁三頸(jing)批(pi)量(liang)中，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭作為環(huan)(huan)己烷無環(huan)(huan)氧(yang)化成環(huan)(huan)己醇和環(huan)(huan)己酮(這種混合(he)物(wu)稱(cheng)為KA油)催化劑的(de)潛能反應堆(dui)。優(you)化了不同(tong)反應參數(shu)/添加劑的(de)影響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為(wei)有(you)(you)效催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)常(chang)由不同農(nong)業原料的(de)(de)(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)法制(zhi)備，作為(wei)過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)降解的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)分解有(you)(you)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)，但持續時間短。催(cui)(cui)(cui)化(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)消失(shi)的(de)(de)(de)(de)*有(you)(you)可能原因是活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面氧(yang)化(hua)基團的(de)(de)(de)(de)失(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)。近幾十年來，研究人員成功(gong)地解決了活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)耐久性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)主要問(wen)題。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過(guo)(guo)物理(li)、物理(li)、化(hua)學和(he)(he)化(hua)學活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)進(jin)行(xing)調整，在光氣和(he)(he)硫化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)生產中顯示出(chu)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)、聚合和(he)(he)鹵化(hua)去除SO 2 和(he)(he)NO x 氧(yang)化(hua)苯二醇。由于其孔(kong)隙(xi)度(du)、活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)位點和(he)(he)高表面積，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種性(xing)(xing)能。因此，通(tong)過(guo)(guo)控制(zhi)這(zhe)些參數，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以調整為(wei)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑，用(yong)于選擇有(you)(you)機(ji)轉(zhuan)化(hua)。

　　活性炭實驗條件和工藝(yi)條件

　　在(zai)目前的工作(zuo)中，在(zai)溫和的反應條件下，活(huo)性炭(tan)被用作(zuo)無(wu)金屬(shu)催化(hua)(hua)劑和無(wu)環(huan)氧環(huan)己烷(wan)(wan)KA油。優化(hua)(hua)了(le)反應參(can)數，并在(zai)生產率方面發現了(le)催化(hua)(hua)效(xiao)率。活(huo)性炭(tan)成為環(huan)己烷(wan)(wan)無(wu)溶劑氧化(hua)(hua)的有用催化(hua)(hua)劑，方便(bian)、活(huo)性、低(di)成本、可回(hui)收、不滲透、環(huan)保。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表面形態是通(tong)(tong)過掃(sao)描電子(zi)顯微鏡進行(xing)研究的(de)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)元素組成(cheng)通(tong)(tong)過能量色散X射(she)(she)線(xian)(xian)光譜(pu)記錄。通(tong)(tong)過X射(she)(she)線(xian)(xian)衍射(she)(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)(she)線(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)析。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面的(de)官(guan)能團通(tong)(tong)過傅里葉紅外光譜(pu)儀(yi)檢查(cha)。通(tong)(tong)過TGA0/10000熱分(fen)(fen)(fen)析儀(yi)℃溫度范圍內 以10℃/ min的(de)速率在N 2流下熱量重量損失(shi)百分(fen)(fen)(fen)比 。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)面積分(fen)(fen)(fen)析儀(yi)測量活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表面積。

　　將環己烷(12.5mL)和活性炭(tan)(0.4g)裝載到自設雙壁三口式間歇(xie)式反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中。在(zai)(zai)分(fen)子氧(40mL / min)存在(zai)(zai)下(xia)，在(zai)(zai)75℃攪拌混合物14小時 。堿(jian)性在(zai)(zai)同一組反(fan)應(ying)(ying)參(can)數(shu)中NaOH：0.2 mmole的(de)存在(zai)(zai)下(xia)也進行反(fan)應(ying)(ying)。環自烷通過氣相色譜分(fen)析轉化為KA油，使用交聯甲基硅氧烷毛細管柱(30μm，內徑0.32mm， 米(mi) m膜厚)，火焰離(li)子化檢測(ce)器(qi)(FID)相連。

　　通過SEM分析活性(xing)炭的表面(mian)形態。SEM圖為多孔(kong)結構、微孔(kong)/中孔(kong)與活性(xing)炭內(nei)表面(mian)連(lian)接的交聯通道的混合(he) 1 。高放大(da)倍率顯示2-10腔的存(cun)在μ 米 ，內(nei)部微孔(kong)和中孔(kong)可以很容易地訪問。EDX分析(圖 2 )磷(lin)和二氧化(hua)硅顯示痕跡， 這(zhe)些是花生殼的主要內(nei)容。

　　討論活性炭實驗結果

　　含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團負責將環(huan)己烷(wan)(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(tong)。據廣泛報道，活性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)和(he)分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)通(tong)過含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團，如堿、酮(tong)和(he)醌。此(ci)外，通(tong)過含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團活性(xing)炭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反應，這些官(guan)(guan)(guan)能(neng)團通(tong)過分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)再生(sheng)(sheng)。酚基是(shi)環(huan)己烷(wan)(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)定、*主要的(de)來源，除其它含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)基團外。對苯二酚系統的(de)芬頓樣機制(zhi)是(shi)環(huan)己烷(wan)(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)傳播(bo)*有(you)可能(neng)的(de)方(fang)式。喹(kui)(kui)諾酮(tong)通(tong)過連續氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣在反應混合物中再生(sheng)(sheng)。化(hua)學(xue)/熱處(chu)(chu)理(li)可用于表(biao)(biao)面(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(品種/密度(du))。例(li)如，在*近的(de)研(yan)究中TGA活性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)(sheng)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團通(tong)過熱處(chu)(chu)理(li)進行調整(zheng)。高(gao)溫(wen)580活性(xing)炭℃下(xia)處(chu)(chu)理(li);。因此(ci)，**現有(you)的(de)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團將是(shi)醌。確(que)認(ren)高(gao)溫(wen)(700°C)下(xia)醌官(guan)(guan)(guan)能(neng)團的(de)穩(wen)定性(xing)。同樣，喹(kui)(kui)諾酮(tong)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團的(de)穩(wen)定性(xing)高(gao)達800°C。因此(ci)，綜上所(suo)述，環(huan)己烷(wan)(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(tong)遵循方(fang)案所(suo)示的(de)機制(zhi) 。

　　活(huo)(huo)性炭通過化(hua)學方(fang)法合(he)成，環(huan)己烷中無溶劑(ji)(ji)(ji)氧(yang)化(hua)低分子(zi)氧(yang)。活(huo)(huo)性炭通過熱處理(li)進行調(diao)節，以發(fa)展表(biao)面上(shang)的酚官能(neng)團。*佳反應(ying)參數(shu)如(ru)下：反應(ying)物115.56mmol、活(huo)(huo)性炭0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的催(cui)化(hua)活(huo)(huo)性與當(dang)前(qian)研究(jiu)重要性生(sheng)產率報(bao)告的文獻進行比較(jiao)。催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)重復(fu)使用幾次，說明(ming)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的耐久性。結果(guo)表(biao)明(ming)，醌基官能(neng)團是分子(zi)氧(yang)化(hua)環(huan)己烷再生(sheng)的*佳反應(ying)核心。發(fa)現活(huo)(huo)性炭是真正具有(you)延長壽命的異相催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)。