活性(xing)炭(tan)的環己烷氧化

　　今天，我想(xiang)介紹一下環(huan)(huan)己(ji)烷(wan)無溶(rong)劑(ji)氧(yang)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的原料是磷酸鹽(yan)浸泡在380中℃在惰性(xing)(xing)(xing)氣體下碳化(hua)(hua)，然后用過氧(yang)化(hua)(hua)氫激活(huo)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭通(tong)過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面(mian)積和孔徑分析儀表征。在自制雙壁三頸批量中，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭作(zuo)為(wei)環(huan)(huan)己(ji)烷(wan)無環(huan)(huan)氧(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己(ji)醇和環(huan)(huan)己(ji)酮(這種混合物(wu)稱為(wei)KA油)催化(hua)(hua)劑(ji)的潛能反(fan)(fan)應堆(dui)。優化(hua)(hua)了不同反(fan)(fan)應參數/添加劑(ji)的影響。

　　19世紀初，活性炭首次被(bei)報道為有(you)效催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通常(chang)由不同農業原料的(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法制備，作為過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)降解(jie)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)分解(jie)有(you)很好(hao)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)，但持續時(shi)間短(duan)。催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)消失(shi)的(de)(de)*有(you)可能原因是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)失(shi)活(huo)(huo)(huo)。近(jin)幾(ji)十(shi)年來，研究人員成功地解(jie)決了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)耐久性(xing)(xing)的(de)(de)主要問題。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通過(guo)物理、物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)和化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)生(sheng)產中顯示出(chu)良好(hao)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)去除SO 2 和NO x 氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)苯(ben)二醇。由于(yu)其(qi)孔隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)位點(dian)和高表(biao)(biao)面積(ji)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)這種性(xing)(xing)能。因此(ci)，通過(guo)控(kong)制這些參數，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)可以調整為有(you)效的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用(yong)于(yu)選擇有(you)機轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭(tan)實驗條件和工藝條件

　　在目前的工(gong)作中(zhong)，在溫(wen)和(he)的反應條件下，活性(xing)炭(tan)被用作無(wu)(wu)(wu)金屬催化劑(ji)和(he)無(wu)(wu)(wu)環氧環己(ji)烷(wan)KA油。優化了反應參數，并(bing)在生(sheng)產率(lv)(lv)方面發現了催化效率(lv)(lv)。活性(xing)炭(tan)成為環己(ji)烷(wan)無(wu)(wu)(wu)溶劑(ji)氧化的有(you)用催化劑(ji)，方便、活性(xing)、低成本(ben)、可回收、不滲(shen)透、環保。

　　活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)表面形態是通(tong)(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡進行(xing)研究的(de)。活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)元素組(zu)成通(tong)(tong)過(guo)能(neng)量(liang)(liang)色(se)散X射(she)線(xian)光譜記錄。通(tong)(tong)過(guo)X射(she)線(xian)衍射(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)線(xian)分(fen)析(xi)。活(huo)(huo)性炭(tan)表面的(de)官能(neng)團通(tong)(tong)過(guo)傅里葉紅外光譜儀(yi)檢查。通(tong)(tong)過(guo)TGA0/10000熱(re)分(fen)析(xi)儀(yi)℃溫度范圍內 以10℃/ min的(de)速率在N 2流下熱(re)量(liang)(liang)重(zhong)量(liang)(liang)損失百分(fen)比 。活(huo)(huo)性炭(tan)面積分(fen)析(xi)儀(yi)測量(liang)(liang)活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)表面積。

　　將環己烷(12.5mL)和活(huo)性(xing)炭(tan)(0.4g)裝(zhuang)載到(dao)自設雙壁三口式(shi)間歇式(shi)反(fan)應(ying)器中(zhong)。在(zai)分子氧(40mL / min)存在(zai)下(xia)，在(zai)75℃攪拌混合物14小(xiao)時 。堿性(xing)在(zai)同一(yi)組(zu)反(fan)應(ying)參數(shu)中(zhong)NaOH：0.2 mmole的存在(zai)下(xia)也進行反(fan)應(ying)。環自烷通過氣相色譜(pu)分析轉化為KA油，使用交聯甲(jia)基硅氧烷毛(mao)細管(guan)柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚(hou))，火焰離子化檢測器(FID)相連。

　　通過SEM分析活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)表面形態。SEM圖(tu)為多孔結構、微孔/中(zhong)孔與活(huo)(huo)性炭(tan)內(nei)表面連(lian)接的(de)交(jiao)聯通道的(de)混合 1 。高放大(da)倍率顯示2-10腔的(de)存在μ 米 ，內(nei)部微孔和中(zhong)孔可以很容(rong)易地(di)訪問。EDX分析(圖(tu) 2 )磷和二氧化硅顯示痕(hen)跡， 這(zhe)些是花生殼的(de)主要內(nei)容(rong)。

　　討(tao)論活性炭實(shi)驗(yan)結果

　　含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)負(fu)責將環己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環己醇和環己酮(tong)(tong)。據廣泛報道，活(huo)性(xing)炭表(biao)面和分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)通(tong)過(guo)(guo)(guo)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)，如堿(jian)、酮(tong)(tong)和醌。此外(wai)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面官(guan)能(neng)團(tuan)活(huo)性(xing)炭氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反應，這些官(guan)能(neng)團(tuan)通(tong)過(guo)(guo)(guo)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)再(zai)生。酚(fen)基(ji)是(shi)環己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)(wen)定(ding)、*主(zhu)要的(de)(de)(de)來源，除其它含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)基(ji)團(tuan)外(wai)。對苯二酚(fen)系統的(de)(de)(de)芬頓樣(yang)(yang)機(ji)制是(shi)環己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)傳播*有(you)可能(neng)的(de)(de)(de)方(fang)式。喹諾(nuo)酮(tong)(tong)通(tong)過(guo)(guo)(guo)連續(xu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣在(zai)反應混合物中再(zai)生。化(hua)學(xue)/熱處(chu)理可用(yong)于(yu)表(biao)面官(guan)能(neng)團(tuan)(品種/密度)。例如，在(zai)*近的(de)(de)(de)研究中TGA活(huo)性(xing)炭表(biao)面產生的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)通(tong)過(guo)(guo)(guo)熱處(chu)理進行調整(zheng)。高溫580活(huo)性(xing)炭℃下(xia)(xia)處(chu)理;。因此，**現有(you)的(de)(de)(de)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)將是(shi)醌。確認高溫(700°C)下(xia)(xia)醌官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)。同樣(yang)(yang)，喹諾(nuo)酮(tong)(tong)官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)高達(da)800°C。因此，綜(zong)上所述(shu)，環己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成環己醇和環己酮(tong)(tong)遵循方(fang)案所示的(de)(de)(de)機(ji)制 。

　　活性炭(tan)通過(guo)化(hua)(hua)(hua)學方法合成(cheng)，環己(ji)烷中無溶劑氧化(hua)(hua)(hua)低分子(zi)氧。活性炭(tan)通過(guo)熱(re)處理(li)進(jin)行調節，以發展表(biao)面上的(de)(de)酚官能團。*佳(jia)反(fan)應參數如下(xia)：反(fan)應物115.56mmol、活性炭(tan)0.4g、 溫度75℃、時間(jian)14小時。將催化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)活性與當(dang)前研究重要性生產(chan)率報(bao)告(gao)的(de)(de)文獻進(jin)行比較。催化(hua)(hua)(hua)劑重復使用幾(ji)次，說(shuo)明催化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)耐久性。結果表(biao)明，醌基(ji)官能團是(shi)分子(zi)氧化(hua)(hua)(hua)環己(ji)烷再生的(de)(de)*佳(jia)反(fan)應核心。發現活性炭(tan)是(shi)真正(zheng)具有(you)延長壽命(ming)的(de)(de)異相催化(hua)(hua)(hua)劑。