活性炭的環己烷(wan)氧化

　　今天，我想介紹一下(xia)環己(ji)(ji)(ji)烷無(wu)溶劑氧化(hua)(hua)活性(xing)(xing)炭。活性(xing)(xing)炭的原(yuan)料(liao)是磷酸鹽浸(jin)泡在380中℃在惰性(xing)(xing)氣體下(xia)碳化(hua)(hua)，然后用(yong)過(guo)氧化(hua)(hua)氫激活。活性(xing)(xing)炭通過(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)(he)BET表(biao)面積和(he)(he)孔徑(jing)分析儀表(biao)征(zheng)。在自制雙壁三頸批(pi)量中，活性(xing)(xing)炭作(zuo)為(wei)(wei)環己(ji)(ji)(ji)烷無(wu)環氧化(hua)(hua)成環己(ji)(ji)(ji)醇(chun)和(he)(he)環己(ji)(ji)(ji)酮(這種混合物(wu)稱為(wei)(wei)KA油)催化(hua)(hua)劑的潛(qian)能反(fan)應堆。優化(hua)(hua)了不同(tong)反(fan)應參數/添加劑的影響。

　　19世紀初，活性炭首(shou)次被報道(dao)為有(you)(you)(you)效催化劑。19世(shi)紀初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通常由不同農業(ye)原料的(de)(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)化法(fa)制備，作為過(guo)氧化氫(qing)(qing)降解(jie)的(de)(de)(de)催化劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)過(guo)氧化氫(qing)(qing)分(fen)解(jie)有(you)(you)(you)很好(hao)的(de)(de)(de)催化活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，但持續時間短。催化活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)消失(shi)的(de)(de)(de)*有(you)(you)(you)可能原因(yin)是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面氧化基(ji)團的(de)(de)(de)失(shi)活(huo)(huo)(huo)。近(jin)幾十年來，研究人員(yuan)成功地解(jie)決(jue)了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)耐久(jiu)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)主要問題。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)物理、物理、化學和(he)化學活(huo)(huo)(huo)化進(jin)行調整，在光氣和(he)硫化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)生產中顯(xian)示出良好(hao)的(de)(de)(de)催化活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化、聚(ju)合和(he)鹵(lu)化去除(chu)SO 2 和(he)NO x 氧化苯二醇。由于其孔(kong)隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)點和(he)高表面積，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)這種性(xing)(xing)(xing)能。因(yin)此，通過(guo)控制這些參數(shu)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以(yi)調整為有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)催化劑，用于選擇有(you)(you)(you)機轉化。

　　活性炭實驗條(tiao)件(jian)和工藝條(tiao)件(jian)

　　在(zai)目前(qian)的工作(zuo)中，在(zai)溫和(he)的反應(ying)條件下(xia)，活性(xing)(xing)炭(tan)被(bei)用(yong)作(zuo)無金屬催化劑(ji)和(he)無環氧環己烷KA油。優化了反應(ying)參(can)數，并在(zai)生產率(lv)方面發現了催化效率(lv)。活性(xing)(xing)炭(tan)成為環己烷無溶劑(ji)氧化的有用(yong)催化劑(ji)，方便、活性(xing)(xing)、低成本、可回(hui)收(shou)、不滲透、環保。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表面(mian)形態是通過(guo)掃描(miao)電(dian)子顯微鏡進行(xing)研究的(de)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)元素組成(cheng)通過(guo)能量(liang)(liang)色散X射(she)線(xian)(xian)光譜記錄。通過(guo)X射(she)線(xian)(xian)衍射(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)線(xian)(xian)分(fen)析(xi)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表面(mian)的(de)官能團通過(guo)傅里葉(xie)紅外光譜儀(yi)檢(jian)查(cha)。通過(guo)TGA0/10000熱(re)分(fen)析(xi)儀(yi)℃溫度(du)范圍(wei)內 以10℃/ min的(de)速率(lv)在N 2流下熱(re)量(liang)(liang)重量(liang)(liang)損失百分(fen)比(bi) 。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)面(mian)積分(fen)析(xi)儀(yi)測量(liang)(liang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表面(mian)積。

　　將環(huan)己烷(12.5mL)和(he)活(huo)性炭(0.4g)裝載到自(zi)設(she)雙壁三口式間歇(xie)式反(fan)應(ying)器中。在(zai)分子氧(40mL / min)存(cun)在(zai)下，在(zai)75℃攪拌(ban)混合物14小時 。堿性在(zai)同一組反(fan)應(ying)參數中NaOH：0.2 mmole的存(cun)在(zai)下也進(jin)行(xing)反(fan)應(ying)。環(huan)自(zi)烷通過氣相色(se)譜分析轉化(hua)為KA油，使用交聯甲(jia)基(ji)硅氧烷毛(mao)細管柱(30μm，內徑0.32mm， 米(mi) m膜厚)，火焰離子化(hua)檢測器(FID)相連。

　　通過SEM分析(xi)活(huo)性炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)形態。SEM圖為多(duo)孔結構、微(wei)孔/中孔與(yu)活(huo)性炭(tan)內(nei)表(biao)面(mian)連(lian)接的(de)交聯通道的(de)混合(he) 1 。高放(fang)大倍率顯示2-10腔(qiang)的(de)存在μ 米(mi) ，內(nei)部微(wei)孔和中孔可以很(hen)容(rong)易地(di)訪問。EDX分析(xi)(圖 2 )磷和二氧化硅顯示痕跡， 這些(xie)是花(hua)生(sheng)殼的(de)主(zhu)要內(nei)容(rong)。

　　討論(lun)活性炭實驗結果(guo)

　　含(han)(han)氧(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)負責將環己烷氧(yang)化(hua)(hua)成環己醇和環己酮(tong)。據廣泛報道，活(huo)性炭(tan)表面(mian)和分(fen)子氧(yang)通(tong)(tong)過(guo)含(han)(han)氧(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)，如堿、酮(tong)和醌(kun)(kun)。此外，通(tong)(tong)過(guo)含(han)(han)氧(yang)表面(mian)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)活(huo)性炭(tan)氧(yang)化(hua)(hua)反應，這些官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)分(fen)子氧(yang)再(zai)(zai)生(sheng)。酚基是環己烷氧(yang)化(hua)(hua)*穩定(ding)、*主要的(de)(de)(de)(de)來(lai)源，除其它(ta)含(han)(han)氧(yang)基團(tuan)(tuan)(tuan)外。對苯(ben)二(er)酚系統(tong)的(de)(de)(de)(de)芬頓樣(yang)機制(zhi)是環己烷氧(yang)化(hua)(hua)傳播*有可(ke)能的(de)(de)(de)(de)方式。喹諾酮(tong)通(tong)(tong)過(guo)連(lian)續氧(yang)氣在(zai)反應混合(he)物中再(zai)(zai)生(sheng)。化(hua)(hua)學(xue)/熱處理(li)可(ke)用于表面(mian)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)(品種/密度(du))。例如，在(zai)*近(jin)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)中TGA活(huo)性炭(tan)表面(mian)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)熱處理(li)進行(xing)調整。高溫580活(huo)性炭(tan)℃下(xia)(xia)處理(li);。因此，**現有的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)氧(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)將是醌(kun)(kun)。確認高溫(700°C)下(xia)(xia)醌(kun)(kun)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性。同樣(yang)，喹諾酮(tong)官(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性高達(da)800°C。因此，綜(zong)上所述，環己烷氧(yang)化(hua)(hua)成環己醇和環己酮(tong)遵循方案所示的(de)(de)(de)(de)機制(zhi) 。

　　活性(xing)炭通過化(hua)(hua)(hua)學方法合成，環己(ji)烷(wan)中無溶(rong)劑氧化(hua)(hua)(hua)低分(fen)子(zi)氧。活性(xing)炭通過熱(re)處理進行調節，以發展表(biao)面(mian)上的(de)酚(fen)官能團。*佳(jia)反(fan)應參數如下：反(fan)應物115.56mmol、活性(xing)炭0.4g、 溫度(du)75℃、時(shi)間14小時(shi)。將催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)活性(xing)與當(dang)前研究重(zhong)(zhong)要性(xing)生產率報(bao)告的(de)文(wen)獻進行比較。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑重(zhong)(zhong)復使用幾次，說明催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)耐久性(xing)。結果表(biao)明，醌基(ji)官能團是分(fen)子(zi)氧化(hua)(hua)(hua)環己(ji)烷(wan)再生的(de)*佳(jia)反(fan)應核心(xin)。發現活性(xing)炭是真正具有(you)延(yan)長壽命的(de)異相催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。