活性炭(tan)的環己烷氧化

　　今天，我想介紹一下環(huan)己烷無溶劑氧(yang)化(hua)活性炭(tan)(tan)。活性炭(tan)(tan)的原料是(shi)磷(lin)酸鹽浸泡在(zai)380中℃在(zai)惰性氣(qi)體下碳化(hua)，然后用(yong)過(guo)氧(yang)化(hua)氫激活。活性炭(tan)(tan)通過(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)BET表(biao)面(mian)積(ji)和(he)孔徑分析儀表(biao)征。在(zai)自制雙壁(bi)三頸(jing)批量中，活性炭(tan)(tan)作為環(huan)己烷無環(huan)氧(yang)化(hua)成環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(這種(zhong)混合物稱為KA油(you))催化(hua)劑的潛能(neng)反(fan)應堆。優化(hua)了(le)不同(tong)反(fan)應參數/添加劑的影響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首次(ci)被報道為(wei)有(you)效催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)常由不同農業原(yuan)料的(de)熱活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法制備，作為(wei)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)降解的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解有(you)很好的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，但持(chi)續時(shi)間(jian)短(duan)。催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)消失的(de)*有(you)可能原(yuan)因是活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面氧化(hua)(hua)(hua)(hua)基團的(de)失活(huo)(huo)(huo)。近幾十年來，研(yan)究人員成功地(di)解決了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)耐久性(xing)(xing)(xing)的(de)主要問題(ti)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過(guo)(guo)物理、物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣(qi)和(he)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)生產中顯示出良好的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和(he)鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)去除SO 2 和(he)NO x 氧化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇(chun)。由于其孔隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位點和(he)高表面積，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)能。因此，通(tong)過(guo)(guo)控制這(zhe)些(xie)參數，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以調整為(wei)有(you)效的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑，用于選擇有(you)機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭實驗條件(jian)和工藝條件(jian)

　　在(zai)目前(qian)的(de)(de)工作中，在(zai)溫和的(de)(de)反(fan)應條件下，活性炭被用(yong)作無(wu)金屬催(cui)(cui)化劑(ji)和無(wu)環氧(yang)環己烷(wan)KA油。優(you)化了(le)反(fan)應參數，并(bing)在(zai)生產率(lv)(lv)方面(mian)發現了(le)催(cui)(cui)化效率(lv)(lv)。活性炭成為環己烷(wan)無(wu)溶劑(ji)氧(yang)化的(de)(de)有用(yong)催(cui)(cui)化劑(ji)，方便(bian)、活性、低成本、可回收、不滲透、環保。

　　活性(xing)炭的(de)(de)表(biao)面形態是(shi)通(tong)過(guo)掃描(miao)電子(zi)顯微鏡進行(xing)(xing)研(yan)究的(de)(de)。活性(xing)炭的(de)(de)元(yuan)素組成(cheng)通(tong)過(guo)能(neng)量色散X射(she)線(xian)光譜(pu)記錄(lu)。通(tong)過(guo)X射(she)線(xian)衍射(she)儀進行(xing)(xing)X射(she)線(xian)分析。活性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)官能(neng)團通(tong)過(guo)傅(fu)里(li)葉紅外光譜(pu)儀檢(jian)查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱分析儀℃溫度范(fan)圍內 以10℃/ min的(de)(de)速率在N 2流下熱量重量損失(shi)百(bai)分比 。活性(xing)炭面積分析儀測量活性(xing)炭的(de)(de)表(biao)面積。

　　將環己(ji)烷(wan)(wan)(12.5mL)和活性炭(0.4g)裝載到自設雙壁三口式(shi)(shi)間歇式(shi)(shi)反(fan)應器(qi)中(zhong)。在分(fen)子(zi)氧(yang)(40mL / min)存在下，在75℃攪拌混合物14小時 。堿性在同一組反(fan)應參數中(zhong)NaOH：0.2 mmole的存在下也(ye)進行反(fan)應。環自烷(wan)(wan)通過氣(qi)相色譜(pu)分(fen)析轉化為KA油，使用交(jiao)聯甲基硅氧(yang)烷(wan)(wan)毛細管(guan)柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離子(zi)化檢(jian)測器(qi)(FID)相連。

　　通過SEM分析活(huo)性炭的(de)表(biao)面(mian)形態。SEM圖為多孔結構、微(wei)孔/中(zhong)孔與活(huo)性炭內(nei)表(biao)面(mian)連接的(de)交聯(lian)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(wei)孔和(he)(he)中(zhong)孔可以(yi)很(hen)容易地訪問。EDX分析(圖 2 )磷和(he)(he)二氧化硅(gui)顯示痕跡， 這(zhe)些(xie)是(shi)花生(sheng)殼的(de)主要(yao)內(nei)容。

　　討論活性炭實驗結(jie)果(guo)

　　含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)負責將(jiang)環(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化成環(huan)己(ji)(ji)(ji)醇(chun)和(he)環(huan)己(ji)(ji)(ji)酮(tong)(tong)。據(ju)廣(guang)泛報道，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)和(he)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)通(tong)(tong)過(guo)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)，如(ru)堿、酮(tong)(tong)和(he)醌(kun)。此(ci)(ci)外(wai)，通(tong)(tong)過(guo)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化反應，這些官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)再(zai)生(sheng)。酚基(ji)(ji)是環(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化*穩(wen)定(ding)、*主要的(de)來源，除其它(ta)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)外(wai)。對苯二酚系(xi)統的(de)芬頓樣機(ji)制(zhi)是環(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化傳播*有可能(neng)(neng)的(de)方(fang)式。喹諾酮(tong)(tong)通(tong)(tong)過(guo)連續(xu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣在反應混(hun)合物中再(zai)生(sheng)。化學/熱處理可用于表(biao)面(mian)(mian)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(品種/密(mi)度)。例如(ru)，在*近的(de)研究中TGA活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)熱處理進行(xing)調整。高(gao)溫(wen)580活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)℃下處理;。因此(ci)(ci)，**現有的(de)含(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)將(jiang)是醌(kun)。確認高(gao)溫(wen)(700°C)下醌(kun)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。同樣，喹諾酮(tong)(tong)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)高(gao)達800°C。因此(ci)(ci)，綜(zong)上所述，環(huan)己(ji)(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化成環(huan)己(ji)(ji)(ji)醇(chun)和(he)環(huan)己(ji)(ji)(ji)酮(tong)(tong)遵循方(fang)案所示的(de)機(ji)制(zhi) 。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通(tong)過化(hua)(hua)學方(fang)法(fa)合成，環己(ji)烷中(zhong)無溶劑(ji)氧化(hua)(hua)低分子(zi)氧。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通(tong)過熱處(chu)理(li)進(jin)行調節，以(yi)發展表面上的(de)酚官能(neng)(neng)團(tuan)。*佳(jia)反應參數如下：反應物115.56mmol、活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)催化(hua)(hua)活(huo)性(xing)與當前研究重(zhong)(zhong)要性(xing)生產率(lv)報告的(de)文獻進(jin)行比較(jiao)。催化(hua)(hua)劑(ji)重(zhong)(zhong)復(fu)使(shi)用幾次，說(shuo)明催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)耐久性(xing)。結果(guo)表明，醌基(ji)官能(neng)(neng)團(tuan)是(shi)分子(zi)氧化(hua)(hua)環己(ji)烷再生的(de)*佳(jia)反應核心。發現活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)真正具有延長壽(shou)命的(de)異相(xiang)催化(hua)(hua)劑(ji)。