活性(xing)炭(tan)的環己烷氧化

　　今天(tian)，我想介(jie)紹一下環己(ji)烷無溶劑(ji)(ji)氧化(hua)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)。活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的原料是磷酸鹽浸泡在380中(zhong)(zhong)℃在惰性氣體(ti)下碳化(hua)，然后用過氧化(hua)氫激活(huo)。活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面(mian)積和孔(kong)徑分(fen)析(xi)儀表征。在自(zi)制(zhi)雙壁(bi)三頸(jing)批量中(zhong)(zhong)，活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)作為環己(ji)烷無環氧化(hua)成環己(ji)醇和環己(ji)酮(這種混合物稱為KA油)催化(hua)劑(ji)(ji)的潛能反應堆。優化(hua)了不同反應參(can)數/添加劑(ji)(ji)的影響。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為有(you)(you)(you)效(xiao)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀初，活(huo)性(xing)炭(tan)通(tong)常由(you)不同農(nong)業原料的(de)(de)(de)熱(re)活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)制(zhi)備，作為過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫降解(jie)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)性(xing)炭(tan)對過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫分解(jie)有(you)(you)(you)很好的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)，但持(chi)續時(shi)間短。催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)消失(shi)的(de)(de)(de)*有(you)(you)(you)可(ke)能(neng)原因是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)(de)失(shi)活(huo)。近幾十年來，研(yan)究人員成功(gong)地解(jie)決了活(huo)性(xing)炭(tan)耐久(jiu)性(xing)的(de)(de)(de)主要(yao)問題(ti)。活(huo)性(xing)炭(tan)通(tong)過(guo)物(wu)(wu)理(li)(li)、物(wu)(wu)理(li)(li)、化(hua)(hua)(hua)(hua)學和化(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)生產中顯(xian)示出良好的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)，氫化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和NO x 氧化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇。由(you)于其(qi)孔隙度、活(huo)性(xing)位點和高表(biao)面(mian)積，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)這種性(xing)能(neng)。因此，通(tong)過(guo)控制(zhi)這些參數(shu)，活(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)以(yi)調整為有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用于選(xuan)擇有(you)(you)(you)機轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活(huo)性炭實驗條(tiao)件和工藝條(tiao)件

　　在目前的工作(zuo)中，在溫和(he)的反應條件(jian)下，活性炭被用作(zuo)無(wu)金屬催化(hua)(hua)劑(ji)和(he)無(wu)環(huan)氧環(huan)己烷(wan)(wan)KA油。優化(hua)(hua)了反應參數(shu)，并(bing)在生(sheng)產率(lv)方(fang)面發現了催化(hua)(hua)效率(lv)。活性炭成為環(huan)己烷(wan)(wan)無(wu)溶劑(ji)氧化(hua)(hua)的有用催化(hua)(hua)劑(ji)，方(fang)便、活性、低成本、可回收、不滲透、環(huan)保(bao)。

　　活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)表(biao)面形態是通(tong)(tong)過掃描電(dian)子顯微鏡進(jin)(jin)行研(yan)究的(de)(de)(de)。活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)元素組成(cheng)通(tong)(tong)過能量(liang)色散X射線(xian)光譜記錄。通(tong)(tong)過X射線(xian)衍射儀(yi)(yi)進(jin)(jin)行X射線(xian)分析(xi)。活性(xing)(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)官能團(tuan)通(tong)(tong)過傅里(li)葉紅(hong)外光譜儀(yi)(yi)檢查。通(tong)(tong)過TGA0/10000熱(re)分析(xi)儀(yi)(yi)℃溫度(du)范(fan)圍內 以10℃/ min的(de)(de)(de)速率在N 2流下熱(re)量(liang)重量(liang)損失百分比 。活性(xing)(xing)炭面積分析(xi)儀(yi)(yi)測量(liang)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)表(biao)面積。

　　將環己烷(12.5mL)和活性炭(0.4g)裝載到自設雙壁三口式(shi)間歇式(shi)反(fan)(fan)應器中。在分子(zi)氧(40mL / min)存在下(xia)，在75℃攪拌混合物(wu)14小時(shi) 。堿性在同一組反(fan)(fan)應參數中NaOH：0.2 mmole的存在下(xia)也進(jin)行反(fan)(fan)應。環自烷通過氣(qi)相色譜分析轉化為(wei)KA油，使用(yong)交聯甲基硅(gui)氧烷毛細(xi)管柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離子(zi)化檢測器(FID)相連(lian)。

　　通過SEM分析活性(xing)炭的(de)(de)表面(mian)形(xing)態(tai)。SEM圖為多孔(kong)結構、微(wei)孔(kong)/中孔(kong)與活性(xing)炭內(nei)表面(mian)連(lian)接的(de)(de)交聯通道的(de)(de)混合 1 。高放大倍率顯示(shi)(shi)2-10腔的(de)(de)存在μ 米 ，內(nei)部微(wei)孔(kong)和(he)中孔(kong)可以很容(rong)易地訪問(wen)。EDX分析(圖 2 )磷和(he)二(er)氧(yang)化硅(gui)顯示(shi)(shi)痕跡， 這些是花生(sheng)殼的(de)(de)主(zhu)要(yao)內(nei)容(rong)。

　　討論活性(xing)炭實驗結(jie)果(guo)

　　含(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)負(fu)責將(jiang)環己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)成環己(ji)(ji)醇和(he)環己(ji)(ji)酮。據(ju)廣泛報道，活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)和(he)分(fen)子氧(yang)(yang)(yang)通(tong)過含(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)，如(ru)堿、酮和(he)醌。此外(wai)，通(tong)過含(han)氧(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活(huo)性(xing)炭氧(yang)(yang)(yang)化(hua)反應，這些官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通(tong)過分(fen)子氧(yang)(yang)(yang)再生(sheng)。酚(fen)基(ji)是環己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)定(ding)、*主(zhu)要的(de)(de)來源，除(chu)其它含(han)氧(yang)(yang)(yang)基(ji)團(tuan)(tuan)外(wai)。對苯(ben)二酚(fen)系統的(de)(de)芬頓樣機制是環己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)傳播*有可能(neng)(neng)的(de)(de)方式。喹諾(nuo)酮通(tong)過連續氧(yang)(yang)(yang)氣在反應混合(he)物中再生(sheng)。化(hua)學/熱(re)處(chu)(chu)理可用于(yu)表(biao)面(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(品種/密度)。例(li)如(ru)，在*近的(de)(de)研(yan)究中TGA活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通(tong)過熱(re)處(chu)(chu)理進行調整。高溫(wen)580活(huo)性(xing)炭℃下處(chu)(chu)理;。因此，**現有的(de)(de)含(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)將(jiang)是醌。確認高溫(wen)(700°C)下醌官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。同(tong)樣，喹諾(nuo)酮官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)高達800°C。因此，綜上所述，環己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)成環己(ji)(ji)醇和(he)環己(ji)(ji)酮遵循(xun)方案所示的(de)(de)機制 。

　　活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)通過化(hua)學方法合(he)成，環己(ji)烷(wan)中無溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)氧(yang)(yang)化(hua)低(di)分子氧(yang)(yang)。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)通過熱處(chu)理進行(xing)調(diao)節，以(yi)發展表(biao)面上的酚官能團。*佳反應參數如下：反應物(wu)115.56mmol、活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的催(cui)化(hua)活(huo)(huo)性與當前研(yan)究重要性生產(chan)率報告的文(wen)獻進行(xing)比較。催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)重復使用幾次，說明催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的耐久性。結(jie)果表(biao)明，醌基官能團是分子氧(yang)(yang)化(hua)環己(ji)烷(wan)再生的*佳反應核心。發現(xian)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)是真(zhen)正(zheng)具(ju)有(you)延長壽(shou)命的異相催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)。