活性炭的環己烷氧化(hua)

　　今天，我想(xiang)介紹一下環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)無溶劑(ji)(ji)(ji)氧(yang)化活(huo)(huo)(huo)性炭。活(huo)(huo)(huo)性炭的原料(liao)是磷酸鹽浸(jin)泡在(zai)380中℃在(zai)惰性氣體下碳化，然(ran)后(hou)用(yong)過氧(yang)化氫激活(huo)(huo)(huo)。活(huo)(huo)(huo)性炭通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面積和孔徑分析儀表征。在(zai)自制雙壁三頸批量(liang)中，活(huo)(huo)(huo)性炭作(zuo)為(wei)環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)無環(huan)氧(yang)化成環(huan)己(ji)(ji)醇和環(huan)己(ji)(ji)酮(這種混合(he)物稱為(wei)KA油)催化劑(ji)(ji)(ji)的潛(qian)能反(fan)應堆。優(you)化了(le)不同反(fan)應參數(shu)/添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)的影響。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為(wei)(wei)有效(xiao)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀初(chu)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)常(chang)由不同農業原料(liao)的(de)熱活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法制(zhi)備，作為(wei)(wei)過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)降(jiang)解的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解有很好(hao)(hao)的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但持(chi)續時(shi)間短。催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)消失的(de)*有可能(neng)原因是(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)基(ji)團的(de)失活(huo)(huo)。近幾十年來(lai)，研究人(ren)員(yuan)成功地解決了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)耐久性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)主要問題(ti)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過(guo)物(wu)理、物(wu)理、化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)進行調(diao)整，在(zai)光氣和(he)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)生產中顯(xian)示出良(liang)好(hao)(hao)的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、聚(ju)合和(he)鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和(he)NO x 氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)苯二(er)醇。由于(yu)其(qi)孔隙度、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)位(wei)點和(he)高表面積，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。因此，通(tong)過(guo)控制(zhi)這(zhe)些參數(shu)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以調(diao)整為(wei)(wei)有效(xiao)的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用(yong)于(yu)選擇(ze)有機轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭實驗條件和工(gong)藝(yi)條件

　　在(zai)目前的工(gong)作中，在(zai)溫和(he)(he)的反(fan)應條件(jian)下，活性炭(tan)(tan)被用作無(wu)金屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑和(he)(he)無(wu)環(huan)(huan)氧環(huan)(huan)己烷(wan)KA油。優化(hua)了(le)(le)反(fan)應參數，并在(zai)生產率方(fang)面發現了(le)(le)催(cui)(cui)化(hua)效率。活性炭(tan)(tan)成為環(huan)(huan)己烷(wan)無(wu)溶(rong)劑氧化(hua)的有用催(cui)(cui)化(hua)劑，方(fang)便、活性、低成本、可回收、不滲透、環(huan)(huan)保。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的表面形態是通(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡進行(xing)研究的。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的元素組成通(tong)過(guo)能(neng)量色散X射(she)線光譜記錄(lu)。通(tong)過(guo)X射(she)線衍射(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)線分(fen)析(xi)(xi)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表面的官(guan)能(neng)團(tuan)通(tong)過(guo)傅里葉紅(hong)外光譜儀(yi)檢(jian)查(cha)。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)℃溫度范圍(wei)內 以10℃/ min的速率在N 2流下(xia)熱量重量損失百分(fen)比(bi) 。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)面積分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)測量活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的表面積。

　　將(jiang)環己烷(12.5mL)和活性(xing)炭(tan)(0.4g)裝載到(dao)自設雙壁三(san)口式間歇式反應(ying)器中(zhong)。在(zai)分子氧(40mL / min)存(cun)在(zai)下，在(zai)75℃攪(jiao)拌混合(he)物14小時(shi) 。堿性(xing)在(zai)同一組(zu)反應(ying)參數中(zhong)NaOH：0.2 mmole的(de)存(cun)在(zai)下也進行反應(ying)。環自烷通過氣相色譜分析轉化(hua)為KA油，使用交聯甲基硅氧烷毛細(xi)管柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離子化(hua)檢測(ce)器(FID)相連。

　　通過(guo)SEM分析活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)表面形(xing)態。SEM圖為多孔結(jie)構、微孔/中(zhong)孔與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)內表面連接的(de)交聯通道的(de)混(hun)合 1 。高(gao)放大倍率顯(xian)示2-10腔(qiang)的(de)存在(zai)μ 米 ，內部(bu)微孔和(he)中(zhong)孔可以很容(rong)易地訪問。EDX分析(圖 2 )磷和(he)二氧化(hua)硅(gui)顯(xian)示痕跡， 這些是(shi)花生殼的(de)主要內容(rong)。

　　討論活(huo)性炭實(shi)驗結果(guo)

　　含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)負責將環(huan)(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)(huan)己醇和(he)環(huan)(huan)己酮(tong)。據廣泛報(bao)道，活性炭表(biao)(biao)面和(he)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)，如(ru)堿、酮(tong)和(he)醌。此(ci)外，通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)面官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)活性炭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反應，這些官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)再生。酚基是環(huan)(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)定(ding)、*主要的來源，除(chu)其它含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)基團(tuan)(tuan)(tuan)外。對苯二酚系統的芬(fen)頓(dun)樣機制(zhi)是環(huan)(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)傳(chuan)播(bo)*有可能(neng)(neng)(neng)(neng)的方式(shi)。喹諾酮(tong)通過(guo)連(lian)續氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣在反應混合(he)物中(zhong)(zhong)再生。化(hua)學/熱處理(li)(li)可用(yong)于表(biao)(biao)面官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(品種/密(mi)度)。例(li)如(ru)，在*近的研(yan)究中(zhong)(zhong)TGA活性炭表(biao)(biao)面產生的氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)熱處理(li)(li)進(jin)行調整。高溫(wen)580活性炭℃下(xia)處理(li)(li);。因此(ci)，**現有的含氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)將是醌。確認高溫(wen)(700°C)下(xia)醌官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)的穩(wen)定(ding)性。同樣，喹諾酮(tong)官(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)的穩(wen)定(ding)性高達800°C。因此(ci)，綜上所述，環(huan)(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環(huan)(huan)己醇和(he)環(huan)(huan)己酮(tong)遵循方案所示的機制(zhi) 。

　　活性(xing)炭通(tong)(tong)過化(hua)(hua)學(xue)方法合成，環己(ji)烷中無溶劑(ji)氧(yang)化(hua)(hua)低分(fen)子(zi)氧(yang)。活性(xing)炭通(tong)(tong)過熱(re)處理(li)進(jin)行(xing)調節，以發展表面(mian)上的(de)(de)(de)酚官能團。*佳反應(ying)參數如下：反應(ying)物115.56mmol、活性(xing)炭0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)活性(xing)與當前研(yan)究重(zhong)要性(xing)生(sheng)產率報告(gao)的(de)(de)(de)文(wen)獻(xian)進(jin)行(xing)比較。催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)重(zhong)復使用(yong)幾次(ci)，說明催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)耐久性(xing)。結果(guo)表明，醌基官能團是分(fen)子(zi)氧(yang)化(hua)(hua)環己(ji)烷再生(sheng)的(de)(de)(de)*佳反應(ying)核心。發現活性(xing)炭是真正(zheng)具有延長壽命的(de)(de)(de)異(yi)相催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。