活(huo)性炭的環己烷(wan)氧化(hua)

　　今天，我想介(jie)紹(shao)一下(xia)環(huan)己烷無(wu)溶劑氧化活性(xing)炭。活性(xing)炭的(de)原料是磷酸(suan)鹽浸泡在380中(zhong)℃在惰性(xing)氣體下(xia)碳化，然后用(yong)過氧化氫激(ji)活。活性(xing)炭通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面積(ji)和孔徑分析儀表征(zheng)。在自制雙(shuang)壁三頸批量中(zhong)，活性(xing)炭作為環(huan)己烷無(wu)環(huan)氧化成環(huan)己醇(chun)和環(huan)己酮(這(zhe)種混合物(wu)稱為KA油)催化劑的(de)潛(qian)能(neng)反應堆。優化了不(bu)同(tong)反應參數/添加劑的(de)影(ying)響。

　　19世紀初，活性炭首次被報(bao)道為(wei)有(you)效(xiao)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀(ji)初(chu)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通(tong)常(chang)由(you)不同農(nong)業原(yuan)料的熱活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法制備，作為(wei)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)降解(jie)的催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)分解(jie)有(you)很好的催化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)，但持(chi)續時間(jian)短。催化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)消失(shi)的*有(you)可能原(yuan)因(yin)(yin)是活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)表(biao)面氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)基團(tuan)的失(shi)活(huo)(huo)。近幾十(shi)年(nian)來，研(yan)究人員成功地解(jie)決了活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)耐久性(xing)的主要問題。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通(tong)過物理、物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)和(he)(he)(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調(diao)整(zheng)，在光氣和(he)(he)(he)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的生產中顯示出(chu)良好的催化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)，氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和(he)(he)(he)鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和(he)(he)(he)NO x 氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇。由(you)于(yu)其孔隙度、活(huo)(huo)性(xing)位點和(he)(he)(he)高表(biao)面積，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的這種性(xing)能。因(yin)(yin)此，通(tong)過控制這些參數(shu)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)可以調(diao)整(zheng)為(wei)有(you)效(xiao)的催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用(yong)于(yu)選(xuan)擇有(you)機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭(tan)實(shi)驗條(tiao)件(jian)和(he)工藝條(tiao)件(jian)

　　在目前的工作(zuo)中，在溫和(he)的反應條(tiao)件下(xia)，活性炭被用作(zuo)無(wu)金屬催(cui)化劑(ji)和(he)無(wu)環氧環己烷KA油。優化了反應參數，并(bing)在生產率方面發現(xian)了催(cui)化效率。活性炭成(cheng)為環己烷無(wu)溶劑(ji)氧化的有用催(cui)化劑(ji)，方便、活性、低成(cheng)本、可回收、不滲透(tou)、環保(bao)。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)表(biao)面形態是通(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡進行(xing)(xing)研究的(de)(de)(de)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)元素組成(cheng)通(tong)過(guo)能量(liang)(liang)色(se)散(san)X射(she)(she)線光譜記錄。通(tong)過(guo)X射(she)(she)線衍射(she)(she)儀(yi)進行(xing)(xing)X射(she)(she)線分(fen)析。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面的(de)(de)(de)官能團通(tong)過(guo)傅里葉紅外光譜儀(yi)檢查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱(re)分(fen)析儀(yi)℃溫度范圍內(nei) 以10℃/ min的(de)(de)(de)速率(lv)在N 2流下熱(re)量(liang)(liang)重量(liang)(liang)損失百分(fen)比 。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)面積(ji)(ji)分(fen)析儀(yi)測(ce)量(liang)(liang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)表(biao)面積(ji)(ji)。

　　將環(huan)己烷(wan)(12.5mL)和活性(xing)炭(tan)(0.4g)裝(zhuang)載到自(zi)設雙壁三口(kou)式間歇式反(fan)應器中。在(zai)分子(zi)氧(40mL / min)存(cun)在(zai)下(xia)，在(zai)75℃攪拌混合物(wu)14小時 。堿性(xing)在(zai)同一組反(fan)應參數中NaOH：0.2 mmole的存(cun)在(zai)下(xia)也進行反(fan)應。環(huan)自(zi)烷(wan)通過氣相(xiang)色譜分析(xi)轉化(hua)為KA油，使用(yong)交聯甲基硅氧烷(wan)毛細(xi)管柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜(mo)厚(hou))，火焰離子(zi)化(hua)檢測器(FID)相(xiang)連。

　　通過(guo)SEM分(fen)析活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表面形態。SEM圖為多孔結構、微(wei)孔/中(zhong)孔與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)內表面連接的(de)交聯通道(dao)的(de)混合 1 。高放大倍率(lv)顯(xian)示(shi)(shi)2-10腔的(de)存(cun)在μ 米(mi) ，內部(bu)微(wei)孔和中(zhong)孔可以(yi)很容(rong)易(yi)地訪問。EDX分(fen)析(圖 2 )磷和二氧化硅(gui)顯(xian)示(shi)(shi)痕跡， 這些是花生殼的(de)主要內容(rong)。

　　討(tao)論活性(xing)炭實驗(yan)結果

　　含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)負責將(jiang)環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成(cheng)環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)醇(chun)和環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)酮。據廣泛(fan)報道(dao)，活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)和分子氧(yang)(yang)(yang)通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)，如堿(jian)、酮和醌。此(ci)外，通過(guo)含氧(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)活(huo)性(xing)炭(tan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應，這些官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)分子氧(yang)(yang)(yang)再生。酚基是環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)*穩(wen)(wen)定、*主要的(de)(de)(de)(de)來源(yuan)，除其(qi)它含氧(yang)(yang)(yang)基團(tuan)(tuan)(tuan)外。對苯二酚系統的(de)(de)(de)(de)芬(fen)頓樣機(ji)制是環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)傳播*有可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)方(fang)式。喹(kui)(kui)諾(nuo)酮通過(guo)連(lian)續氧(yang)(yang)(yang)氣在反應混合物中再生。化(hua)(hua)學/熱處(chu)理可用于(yu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(品種/密度)。例如，在*近的(de)(de)(de)(de)研究中TGA活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)產生的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)通過(guo)熱處(chu)理進行(xing)調整。高(gao)溫580活(huo)性(xing)炭(tan)℃下處(chu)理;。因此(ci)，**現有的(de)(de)(de)(de)含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)將(jiang)是醌。確認(ren)高(gao)溫(700°C)下醌官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)。同(tong)樣，喹(kui)(kui)諾(nuo)酮官(guan)(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)高(gao)達800°C。因此(ci)，綜(zong)上所述，環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成(cheng)環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)醇(chun)和環(huan)(huan)(huan)己(ji)(ji)(ji)酮遵(zun)循(xun)方(fang)案(an)所示的(de)(de)(de)(de)機(ji)制 。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)通(tong)過化(hua)學方法合(he)成，環己烷中無溶劑(ji)氧(yang)化(hua)低分(fen)子氧(yang)。活(huo)性炭(tan)(tan)通(tong)過熱(re)處理進行調節，以發展表面(mian)上的(de)酚官(guan)能團。*佳(jia)反應參數如下(xia)：反應物115.56mmol、活(huo)性炭(tan)(tan)0.4g、 溫(wen)度75℃、時間14小時。將催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)催(cui)化(hua)活(huo)性與當前研究(jiu)重要性生(sheng)產率(lv)報告的(de)文獻進行比較。催(cui)化(hua)劑(ji)重復使用幾次(ci)，說明催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)耐(nai)久(jiu)性。結(jie)果表明，醌基官(guan)能團是分(fen)子氧(yang)化(hua)環己烷再(zai)生(sheng)的(de)*佳(jia)反應核(he)心。發現活(huo)性炭(tan)(tan)是真正(zheng)具有(you)延長壽命的(de)異相催(cui)化(hua)劑(ji)。