活(huo)性炭的環己烷氧化(hua)

　　今天，我(wo)想介紹一(yi)下(xia)環(huan)己(ji)烷無(wu)溶劑氧(yang)化(hua)活性炭(tan)。活性炭(tan)的原(yuan)料是磷酸鹽浸(jin)泡在(zai)380中℃在(zai)惰(duo)性氣體下(xia)碳化(hua)，然后用過氧(yang)化(hua)氫激活。活性炭(tan)通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表(biao)面積(ji)和孔徑分析儀表(biao)征。在(zai)自制雙壁三(san)頸批量中，活性炭(tan)作為環(huan)己(ji)烷無(wu)環(huan)氧(yang)化(hua)成環(huan)己(ji)醇(chun)和環(huan)己(ji)酮(這種混(hun)合物稱(cheng)為KA油)催化(hua)劑的潛(qian)能反應(ying)堆。優化(hua)了不同反應(ying)參數/添加劑的影(ying)響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首(shou)次被報道為有效(xiao)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通常由(you)不同(tong)農業(ye)原料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法制備，作為過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫降解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)對過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫分解(jie)有很好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)，但持續時間(jian)短。催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)消失(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)*有可能原因是活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)基(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。近幾(ji)十(shi)年來，研究人(ren)員成功(gong)地解(jie)決(jue)了(le)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)耐久(jiu)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要問題。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過(guo)(guo)(guo)物(wu)理、物(wu)理、化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學和化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整(zheng)，在光氣和硫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產中顯(xian)示出良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)，氫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和NO x 氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)苯二(er)醇。由(you)于(yu)其(qi)孔隙度、活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)位點(dian)和高表(biao)面積，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種性(xing)能。因此，通過(guo)(guo)(guo)控制這些參(can)數(shu)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以調整(zheng)為有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑，用于(yu)選擇有機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性(xing)炭實驗條(tiao)件和工藝條(tiao)件

　　在(zai)目前的(de)工作(zuo)中，在(zai)溫(wen)和的(de)反(fan)應條件(jian)下(xia)，活(huo)性炭(tan)(tan)被用(yong)(yong)作(zuo)無(wu)金屬催(cui)化劑和無(wu)環氧環己(ji)烷(wan)KA油。優化了(le)反(fan)應參(can)數，并在(zai)生產率方面發現了(le)催(cui)化效率。活(huo)性炭(tan)(tan)成(cheng)為環己(ji)烷(wan)無(wu)溶(rong)劑氧化的(de)有用(yong)(yong)催(cui)化劑，方便、活(huo)性、低成(cheng)本、可(ke)回(hui)收、不(bu)滲透(tou)、環保。

　　活(huo)性炭(tan)的(de)表面形態是通(tong)過(guo)掃(sao)描電子顯微鏡進行(xing)研究的(de)。活(huo)性炭(tan)的(de)元素組成(cheng)通(tong)過(guo)能(neng)量(liang)色散X射線光(guang)譜記錄。通(tong)過(guo)X射線衍射儀(yi)進行(xing)X射線分(fen)(fen)析。活(huo)性炭(tan)表面的(de)官能(neng)團(tuan)通(tong)過(guo)傅里(li)葉(xie)紅外光(guang)譜儀(yi)檢查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱分(fen)(fen)析儀(yi)℃溫(wen)度(du)范圍內 以10℃/ min的(de)速率在(zai)N 2流(liu)下熱量(liang)重(zhong)量(liang)損失(shi)百分(fen)(fen)比 。活(huo)性炭(tan)面積分(fen)(fen)析儀(yi)測(ce)量(liang)活(huo)性炭(tan)的(de)表面積。

　　將(jiang)環己烷(12.5mL)和活性炭(0.4g)裝載(zai)到自設雙壁三口式間(jian)歇式反(fan)應器(qi)中。在分子氧(yang)(40mL / min)存在下，在75℃攪拌混合(he)物14小時 。堿性在同一(yi)組反(fan)應參數中NaOH：0.2 mmole的存在下也進行反(fan)應。環自烷通過氣相色譜分析(xi)轉化為KA油，使用交聯甲基硅(gui)氧(yang)烷毛細管柱(zhu)(30μm，內徑(jing)0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離(li)子化檢(jian)測器(qi)(FID)相連。

　　通過SEM分析活性(xing)(xing)炭的(de)(de)表(biao)面形(xing)態。SEM圖為(wei)多孔結構、微(wei)(wei)孔/中孔與活性(xing)(xing)炭內(nei)表(biao)面連(lian)接的(de)(de)交聯通道的(de)(de)混合 1 。高放大(da)倍率(lv)顯示(shi)2-10腔(qiang)的(de)(de)存在μ 米 ，內(nei)部微(wei)(wei)孔和(he)中孔可以(yi)很容易地訪(fang)問。EDX分析(圖 2 )磷和(he)二氧(yang)化硅顯示(shi)痕跡(ji)， 這些是(shi)花生殼的(de)(de)主要內(nei)容。

　　討論活性(xing)炭實驗結果

　　含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)負(fu)責將(jiang)(jiang)環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)醇和(he)環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)酮(tong)。據廣泛報道，活性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面和(he)分子氧(yang)(yang)通過(guo)(guo)含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)，如(ru)堿(jian)、酮(tong)和(he)醌(kun)。此(ci)外，通過(guo)(guo)含(han)氧(yang)(yang)表(biao)面官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)活性(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)反(fan)應，這(zhe)些官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)(guo)分子氧(yang)(yang)再(zai)生。酚(fen)基是(shi)環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)(hua)*穩(wen)(wen)定(ding)(ding)、*主要的(de)(de)來(lai)源(yuan)，除其它(ta)含(han)氧(yang)(yang)基團(tuan)(tuan)(tuan)外。對苯二酚(fen)系統的(de)(de)芬頓樣(yang)機制是(shi)環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)(hua)傳(chuan)播*有(you)可能的(de)(de)方(fang)式(shi)。喹(kui)諾酮(tong)通過(guo)(guo)連續氧(yang)(yang)氣在反(fan)應混合物中再(zai)生。化(hua)(hua)學(xue)/熱(re)處理(li)可用(yong)于表(biao)面官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)(品(pin)種/密(mi)度)。例如(ru)，在*近(jin)的(de)(de)研究中TGA活性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面產生的(de)(de)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)(guo)熱(re)處理(li)進(jin)行調整(zheng)。高(gao)溫580活性(xing)炭(tan)(tan)℃下(xia)處理(li);。因此(ci)，**現有(you)的(de)(de)含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)將(jiang)(jiang)是(shi)醌(kun)。確認高(gao)溫(700°C)下(xia)醌(kun)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)。同樣(yang)，喹(kui)諾酮(tong)官(guan)能團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)高(gao)達800°C。因此(ci)，綜(zong)上(shang)所述，環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)醇和(he)環(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)酮(tong)遵循方(fang)案所示的(de)(de)機制 。

　　活(huo)性(xing)炭通過(guo)(guo)化(hua)(hua)學方法(fa)合(he)成，環己烷(wan)中(zhong)無(wu)溶(rong)劑氧(yang)化(hua)(hua)低分(fen)子氧(yang)。活(huo)性(xing)炭通過(guo)(guo)熱(re)處理進行調節，以發展(zhan)表(biao)面上的(de)(de)酚官(guan)能(neng)團。*佳反(fan)應參數如(ru)下：反(fan)應物115.56mmol、活(huo)性(xing)炭0.4g、 溫(wen)度75℃、時(shi)間(jian)14小時(shi)。將催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)與(yu)當前研(yan)究重(zhong)要性(xing)生(sheng)產率報告的(de)(de)文獻進行比(bi)較。催(cui)化(hua)(hua)劑重(zhong)復使用幾次，說明催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)耐久性(xing)。結果表(biao)明，醌基官(guan)能(neng)團是(shi)分(fen)子氧(yang)化(hua)(hua)環己烷(wan)再生(sheng)的(de)(de)*佳反(fan)應核心。發現活(huo)性(xing)炭是(shi)真正具有(you)延長壽(shou)命的(de)(de)異相催(cui)化(hua)(hua)劑。