活性炭(tan)的(de)環己烷(wan)氧化

　　今(jin)天，我想介(jie)紹一下環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)無溶劑氧化(hua)(hua)活性(xing)炭(tan)(tan)。活性(xing)炭(tan)(tan)的原料(liao)是(shi)磷酸鹽浸泡在380中(zhong)℃在惰性(xing)氣體下碳(tan)化(hua)(hua)，然后用過氧化(hua)(hua)氫激活。活性(xing)炭(tan)(tan)通過SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表面積和孔徑分(fen)析儀表征。在自制雙(shuang)壁三頸(jing)批量中(zhong)，活性(xing)炭(tan)(tan)作為(wei)環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)無環(huan)氧化(hua)(hua)成環(huan)己(ji)(ji)醇和環(huan)己(ji)(ji)酮(這(zhe)種混合(he)物稱為(wei)KA油)催(cui)化(hua)(hua)劑的潛(qian)能反應堆。優化(hua)(hua)了不同反應參數/添加劑的影響。

　　19世紀初，活性炭首次(ci)被(bei)報道(dao)為(wei)有(you)(you)效催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀初，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通常由不同農業原料的(de)(de)(de)熱(re)活(huo)化(hua)(hua)(hua)法制(zhi)備，作為(wei)過氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)降解(jie)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對過氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)分解(jie)有(you)(you)很好的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)，但持續時(shi)間短(duan)。催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)消失(shi)的(de)(de)(de)*有(you)(you)可(ke)能(neng)原因(yin)(yin)是活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面氧化(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)(de)失(shi)活(huo)。近幾十年來，研究人員成功地解(jie)決了(le)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)耐久性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)主要問題。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過物(wu)理、物(wu)理、化(hua)(hua)(hua)學和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)(hua)進(jin)行調整，在光氣和(he)(he)硫化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)生產中顯示出良好的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)(hua)(hua)、聚合(he)和(he)(he)鹵化(hua)(hua)(hua)去(qu)除SO 2 和(he)(he)NO x 氧化(hua)(hua)(hua)苯二(er)醇(chun)。由于其(qi)孔隙度、活(huo)性(xing)(xing)(xing)位點(dian)和(he)(he)高表面積，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)這種性(xing)(xing)(xing)能(neng)。因(yin)(yin)此，通過控制(zhi)這些參數，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)以調整為(wei)有(you)(you)效的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用于選擇有(you)(you)機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭(tan)實驗條(tiao)件和工藝條(tiao)件

　　在目(mu)前(qian)的工作中，在溫和的反應條件下，活性(xing)炭(tan)被用作無(wu)金屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)劑和無(wu)環(huan)(huan)(huan)氧環(huan)(huan)(huan)己烷KA油。優化(hua)(hua)了反應參數，并(bing)在生產率方面(mian)發現(xian)了催(cui)化(hua)(hua)效率。活性(xing)炭(tan)成(cheng)為環(huan)(huan)(huan)己烷無(wu)溶劑氧化(hua)(hua)的有用催(cui)化(hua)(hua)劑，方便、活性(xing)、低成(cheng)本(ben)、可回收、不滲(shen)透、環(huan)(huan)(huan)保。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表面形(xing)態是通(tong)(tong)過(guo)(guo)掃描電子顯微鏡進行(xing)研究的(de)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)元素組成通(tong)(tong)過(guo)(guo)能量(liang)色散X射(she)(she)線光(guang)譜記錄。通(tong)(tong)過(guo)(guo)X射(she)(she)線衍射(she)(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)(she)線分(fen)析(xi)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面的(de)官能團通(tong)(tong)過(guo)(guo)傅里葉紅外(wai)光(guang)譜儀(yi)檢查(cha)。通(tong)(tong)過(guo)(guo)TGA0/10000熱分(fen)析(xi)儀(yi)℃溫度(du)范圍內 以(yi)10℃/ min的(de)速(su)率在(zai)N 2流下熱量(liang)重量(liang)損失百(bai)分(fen)比 。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)面積分(fen)析(xi)儀(yi)測(ce)量(liang)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表面積。

　　將環己(ji)烷(wan)(12.5mL)和活(huo)性(xing)炭(0.4g)裝載(zai)到自設雙壁(bi)三口式間(jian)歇式反(fan)應器中。在(zai)分子氧(40mL / min)存在(zai)下(xia)，在(zai)75℃攪拌混合物14小時(shi) 。堿性(xing)在(zai)同一組反(fan)應參數中NaOH：0.2 mmole的存在(zai)下(xia)也進行反(fan)應。環自烷(wan)通過氣相色譜分析轉化為(wei)KA油，使用交聯甲基(ji)硅氧烷(wan)毛細管柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離子化檢(jian)測器(FID)相連。

　　通過SEM分析(xi)活(huo)性炭的表面形態。SEM圖為多孔(kong)結構、微孔(kong)/中(zhong)孔(kong)與(yu)活(huo)性炭內(nei)表面連接(jie)的交聯(lian)通道(dao)的混合 1 。高放大倍率顯示(shi)2-10腔的存在μ 米 ，內(nei)部(bu)微孔(kong)和中(zhong)孔(kong)可以很容(rong)(rong)易地(di)訪問(wen)。EDX分析(xi)(圖 2 )磷(lin)和二(er)氧化硅顯示(shi)痕跡， 這些(xie)是(shi)花(hua)生殼的主要(yao)內(nei)容(rong)(rong)。

　　討論活性炭實驗結果(guo)

　　含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)負責將(jiang)環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)環(huan)己(ji)醇和(he)環(huan)己(ji)酮(tong)。據廣泛(fan)報道，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面和(he)分子(zi)氧(yang)(yang)通(tong)(tong)過含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)，如堿、酮(tong)和(he)醌。此外(wai)，通(tong)(tong)過含(han)氧(yang)(yang)表面官(guan)能團(tuan)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)化(hua)反應，這(zhe)些官(guan)能團(tuan)通(tong)(tong)過分子(zi)氧(yang)(yang)再生。酚基是(shi)(shi)環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)*穩定、*主要(yao)的來源，除其它含(han)氧(yang)(yang)基團(tuan)外(wai)。對苯二(er)酚系(xi)統的芬(fen)頓樣機制(zhi)是(shi)(shi)環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)傳播*有可(ke)(ke)能的方式。喹(kui)諾酮(tong)通(tong)(tong)過連續氧(yang)(yang)氣在(zai)反應混合物中再生。化(hua)學/熱處(chu)理(li)可(ke)(ke)用(yong)于表面官(guan)能團(tuan)(品種/密度(du))。例如，在(zai)*近(jin)的研究中TGA活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面產生的氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)通(tong)(tong)過熱處(chu)理(li)進行調整。高(gao)溫580活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)℃下(xia)處(chu)理(li);。因此，**現有的含(han)氧(yang)(yang)官(guan)能團(tuan)將(jiang)是(shi)(shi)醌。確認(ren)高(gao)溫(700°C)下(xia)醌官(guan)能團(tuan)的穩定性(xing)(xing)(xing)。同樣，喹(kui)諾酮(tong)官(guan)能團(tuan)的穩定性(xing)(xing)(xing)高(gao)達800°C。因此，綜上所述，環(huan)己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)環(huan)己(ji)醇和(he)環(huan)己(ji)酮(tong)遵循方案所示(shi)的機制(zhi) 。

　　活(huo)(huo)性炭(tan)通過化(hua)學方法合成，環(huan)己烷(wan)中無溶劑(ji)(ji)氧化(hua)低(di)分子氧。活(huo)(huo)性炭(tan)通過熱處理(li)進行(xing)調節，以發展(zhan)表面上的(de)酚(fen)官能(neng)團。*佳反(fan)應(ying)參數如下：反(fan)應(ying)物115.56mmol、活(huo)(huo)性炭(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)催(cui)(cui)化(hua)活(huo)(huo)性與當前研(yan)究(jiu)重要(yao)性生產(chan)率報告的(de)文獻進行(xing)比較。催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)重復使用幾次(ci)，說(shuo)明(ming)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)耐久性。結果表明(ming)，醌基官能(neng)團是分子氧化(hua)環(huan)己烷(wan)再(zai)生的(de)*佳反(fan)應(ying)核心(xin)。發現活(huo)(huo)性炭(tan)是真正具有延長壽(shou)命的(de)異相催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)。