活(huo)性炭的環己烷氧化(hua)

　　今天，我想(xiang)介紹一下環(huan)己烷無(wu)溶劑氧化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)炭。活(huo)(huo)性(xing)炭的原(yuan)料是磷(lin)酸(suan)鹽(yan)浸泡在380中(zhong)℃在惰(duo)性(xing)氣體(ti)下碳化(hua)(hua)(hua)，然后用過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫激(ji)活(huo)(huo)。活(huo)(huo)性(xing)炭通過(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)BET表(biao)面積和(he)孔徑分析儀表(biao)征。在自制雙(shuang)壁三頸批量(liang)中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)炭作為(wei)環(huan)己烷無(wu)環(huan)氧化(hua)(hua)(hua)成(cheng)環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(這種(zhong)混合(he)物稱為(wei)KA油)催化(hua)(hua)(hua)劑的潛(qian)能反應堆。優化(hua)(hua)(hua)了不(bu)同反應參數/添加劑的影響。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為(wei)(wei)有(you)效催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀(ji)初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)常由(you)不同農業原料的熱活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)法制備(bei)，作(zuo)為(wei)(wei)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)降(jiang)解的催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)分解有(you)很好(hao)的催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但持續時間短。催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)消失的*有(you)可(ke)能(neng)原因是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面氧化(hua)(hua)(hua)基團的失活(huo)(huo)(huo)。近幾(ji)十年來(lai)，研究人員成功地(di)解決了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)耐久(jiu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的主(zhu)要問(wen)題。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過(guo)(guo)物(wu)理(li)、物(wu)理(li)、化(hua)(hua)(hua)學和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)進行調(diao)整，在(zai)光氣(qi)和(he)(he)硫化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的生產中顯示出良好(hao)的催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)(hua)(hua)、聚(ju)合(he)和(he)(he)鹵化(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和(he)(he)NO x 氧化(hua)(hua)(hua)苯(ben)二醇。由(you)于(yu)其孔隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)位點和(he)(he)高表面積(ji)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。因此，通(tong)過(guo)(guo)控制這(zhe)些參數(shu)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)以(yi)調(diao)整為(wei)(wei)有(you)效的催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用于(yu)選擇有(you)機轉化(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭實驗(yan)條件和工藝條件

　　在目前的(de)工作(zuo)中(zhong)，在溫和的(de)反(fan)應(ying)條(tiao)件下(xia)，活(huo)性炭被(bei)用作(zuo)無(wu)(wu)金屬(shu)催化劑和無(wu)(wu)環(huan)氧環(huan)己烷KA油(you)。優化了(le)(le)反(fan)應(ying)參數，并在生產(chan)率(lv)方面發現了(le)(le)催化效率(lv)。活(huo)性炭成為環(huan)己烷無(wu)(wu)溶劑氧化的(de)有用催化劑，方便、活(huo)性、低成本、可(ke)回收(shou)、不滲透、環(huan)保。

　　活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)形態是通(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡進(jin)行(xing)研究的(de)(de)(de)。活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)元(yuan)素組成通(tong)過(guo)能量(liang)(liang)色散X射線光譜(pu)記(ji)錄。通(tong)過(guo)X射線衍(yan)射儀(yi)進(jin)行(xing)X射線分析(xi)。活(huo)性炭(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)官(guan)能團通(tong)過(guo)傅(fu)里葉(xie)紅外光譜(pu)儀(yi)檢查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱(re)分析(xi)儀(yi)℃溫度范(fan)圍內 以10℃/ min的(de)(de)(de)速率在(zai)N 2流下熱(re)量(liang)(liang)重量(liang)(liang)損(sun)失百分比 。活(huo)性炭(tan)面(mian)積分析(xi)儀(yi)測量(liang)(liang)活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積。

　　將環己烷(wan)(12.5mL)和活(huo)性炭(0.4g)裝載到自設雙壁(bi)三口式(shi)間歇式(shi)反應器(qi)中。在(zai)(zai)分(fen)子氧(yang)(40mL / min)存在(zai)(zai)下，在(zai)(zai)75℃攪拌(ban)混合物14小(xiao)時 。堿性在(zai)(zai)同(tong)一組反應參數中NaOH：0.2 mmole的(de)存在(zai)(zai)下也(ye)進行(xing)反應。環自烷(wan)通過氣(qi)相色譜分(fen)析轉(zhuan)化(hua)為KA油(you)，使用交聯甲基硅氧(yang)烷(wan)毛(mao)細管柱(30μm，內徑(jing)0.32mm， 米 m膜(mo)厚)，火焰離子化(hua)檢測器(qi)(FID)相連。

　　通過SEM分析活性炭的表(biao)面(mian)形態。SEM圖(tu)為多孔(kong)結(jie)構、微孔(kong)/中孔(kong)與(yu)活性炭內(nei)表(biao)面(mian)連接的交聯通道的混合 1 。高(gao)放大倍率顯(xian)示2-10腔的存(cun)在μ 米 ，內(nei)部(bu)微孔(kong)和(he)中孔(kong)可以很(hen)容(rong)易地訪問。EDX分析(圖(tu) 2 )磷(lin)和(he)二氧(yang)化硅顯(xian)示痕跡， 這些(xie)是花(hua)生殼的主要內(nei)容(rong)。

　　討論活(huo)性炭實(shi)驗結果

　　含氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)負責將環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己(ji)醇(chun)和環(huan)己(ji)酮。據廣泛報道(dao)，活(huo)(huo)性炭(tan)表(biao)面和分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)，如(ru)堿、酮和醌(kun)。此(ci)外，通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活(huo)(huo)性炭(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反(fan)應，這些(xie)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過(guo)分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)再生(sheng)(sheng)。酚(fen)基是(shi)環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)(wen)定(ding)、*主要的(de)(de)(de)(de)(de)來源(yuan)，除其它含氧(yang)(yang)(yang)(yang)基團(tuan)(tuan)外。對苯二(er)酚(fen)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)芬頓(dun)樣機(ji)制(zhi)是(shi)環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)傳(chuan)播*有可能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)方式。喹(kui)諾(nuo)酮通過(guo)連續氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣在反(fan)應混合物中再生(sheng)(sheng)。化(hua)學(xue)/熱(re)(re)處(chu)理(li)可用于(yu)表(biao)面官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(品種/密度)。例如(ru)，在*近的(de)(de)(de)(de)(de)研究中TGA活(huo)(huo)性炭(tan)表(biao)面產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過(guo)熱(re)(re)處(chu)理(li)進行調(diao)整(zheng)。高溫580活(huo)(huo)性炭(tan)℃下處(chu)理(li);。因此(ci)，**現有的(de)(de)(de)(de)(de)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)將是(shi)醌(kun)。確認高溫(700°C)下醌(kun)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性。同(tong)樣，喹(kui)諾(nuo)酮官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性高達800°C。因此(ci)，綜(zong)上所述，環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己(ji)醇(chun)和環(huan)己(ji)酮遵循方案所示的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)制(zhi) 。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通過(guo)化(hua)學方法合成，環(huan)己烷中無溶劑氧化(hua)低分(fen)子氧。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通過(guo)熱(re)處理進行調節(jie)，以發展表面上的(de)(de)酚(fen)官(guan)能(neng)團。*佳(jia)反應(ying)參數如下：反應(ying)物115.56mmol、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)化(hua)劑的(de)(de)催(cui)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)與(yu)當(dang)前研(yan)究重(zhong)要性(xing)(xing)(xing)生產率報告的(de)(de)文獻進行比(bi)較(jiao)。催(cui)化(hua)劑重(zhong)復使用幾次，說(shuo)明催(cui)化(hua)劑的(de)(de)耐久性(xing)(xing)(xing)。結果表明，醌基官(guan)能(neng)團是分(fen)子氧化(hua)環(huan)己烷再(zai)生的(de)(de)*佳(jia)反應(ying)核心。發現活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是真正具(ju)有延長壽命(ming)的(de)(de)異相催(cui)化(hua)劑。