活性炭的環己烷氧化

　　今(jin)天，我想介紹一下(xia)環(huan)己烷(wan)無(wu)溶劑氧(yang)化(hua)活性(xing)炭(tan)(tan)。活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)原(yuan)料是磷酸鹽(yan)浸泡在(zai)380中(zhong)℃在(zai)惰性(xing)氣體下(xia)碳化(hua)，然(ran)后用(yong)過(guo)氧(yang)化(hua)氫激(ji)活。活性(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表(biao)(biao)面積和孔徑分(fen)析儀(yi)表(biao)(biao)征(zheng)。在(zai)自制(zhi)雙壁三頸批量中(zhong)，活性(xing)炭(tan)(tan)作(zuo)為(wei)環(huan)己烷(wan)無(wu)環(huan)氧(yang)化(hua)成環(huan)己醇和環(huan)己酮(tong)(這種(zhong)混合物稱為(wei)KA油(you))催(cui)化(hua)劑的(de)潛能反(fan)應(ying)堆。優化(hua)了不同反(fan)應(ying)參數/添(tian)加劑的(de)影響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首(shou)次(ci)被報道為有(you)效催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)常由不(bu)同農業原料的(de)熱活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)制備，作為過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)降(jiang)解(jie)的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)對(dui)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解(jie)有(you)很好的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，但(dan)持續時(shi)間(jian)短。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)消失的(de)*有(you)可能原因(yin)是活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)基團的(de)失活(huo)(huo)(huo)(huo)。近(jin)幾十年來，研究人(ren)員成功地解(jie)決了活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)耐久性(xing)(xing)(xing)的(de)主要(yao)問(wen)題。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過物(wu)(wu)理、物(wu)(wu)理、化(hua)(hua)(hua)(hua)學和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣和(he)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)生產(chan)中(zhong)顯示出良好的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和(he)鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)去除SO 2 和(he)NO x 氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇(chun)。由于其孔隙度(du)、活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位點和(he)高表面積，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)能。因(yin)此，通(tong)過控制這(zhe)些參數(shu)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)可以調整為有(you)效的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑，用于選(xuan)擇(ze)有(you)機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭(tan)實驗條件和(he)工藝條件

　　在(zai)(zai)目前的工作中，在(zai)(zai)溫和的反(fan)應條件下，活性(xing)炭被用(yong)作無(wu)(wu)金(jin)屬催(cui)化(hua)劑和無(wu)(wu)環(huan)氧環(huan)己烷(wan)KA油。優(you)化(hua)了反(fan)應參數，并在(zai)(zai)生產率方面發現(xian)了催(cui)化(hua)效率。活性(xing)炭成為環(huan)己烷(wan)無(wu)(wu)溶劑氧化(hua)的有用(yong)催(cui)化(hua)劑，方便(bian)、活性(xing)、低(di)成本、可回(hui)收、不滲(shen)透、環(huan)保。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表(biao)面形(xing)態是通過(guo)(guo)掃描電子顯微(wei)鏡進(jin)行(xing)研究的(de)。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)元素組(zu)成通過(guo)(guo)能量(liang)(liang)色散(san)X射線光譜記錄(lu)。通過(guo)(guo)X射線衍射儀(yi)進(jin)行(xing)X射線分(fen)析(xi)。活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面的(de)官能團通過(guo)(guo)傅里葉紅(hong)外(wai)光譜儀(yi)檢查。通過(guo)(guo)TGA0/10000熱分(fen)析(xi)儀(yi)℃溫度(du)范(fan)圍內 以10℃/ min的(de)速(su)率在N 2流下熱量(liang)(liang)重(zhong)量(liang)(liang)損失百分(fen)比(bi) 。活(huo)性(xing)炭(tan)面積(ji)分(fen)析(xi)儀(yi)測(ce)量(liang)(liang)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表(biao)面積(ji)。

　　將(jiang)環(huan)己(ji)烷(12.5mL)和活性(xing)炭(0.4g)裝(zhuang)載到自設(she)雙壁三口式(shi)(shi)間歇式(shi)(shi)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)。在分子氧(yang)(yang)(40mL / min)存在下(xia)，在75℃攪拌混合物14小(xiao)時(shi) 。堿性(xing)在同一組反(fan)應(ying)參數中(zhong)NaOH：0.2 mmole的存在下(xia)也進行(xing)反(fan)應(ying)。環(huan)自烷通過氣相色譜(pu)分析轉化為KA油，使(shi)用交聯(lian)甲基硅氧(yang)(yang)烷毛細管柱(30μm，內徑0.32mm， 米(mi) m膜厚)，火焰離子化檢測(ce)器(qi)(FID)相連。

　　通(tong)過SEM分析(xi)活性炭的表面形態。SEM圖(tu)為多孔結(jie)構(gou)、微孔/中(zhong)孔與活性炭內(nei)表面連接的交聯通(tong)道的混合 1 。高放大(da)倍率顯示2-10腔的存在μ 米 ，內(nei)部微孔和(he)(he)中(zhong)孔可以很容易(yi)地訪(fang)問。EDX分析(xi)(圖(tu) 2 )磷(lin)和(he)(he)二氧化硅顯示痕跡， 這些(xie)是花生殼(ke)的主(zhu)要內(nei)容。

　　討(tao)論活性炭實驗結果

　　含氧(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)負責將環己(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)環己(ji)(ji)醇和(he)(he)環己(ji)(ji)酮(tong)。據(ju)廣泛(fan)報道，活性炭表面和(he)(he)分(fen)(fen)子(zi)氧(yang)(yang)通過(guo)含氧(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)，如堿、酮(tong)和(he)(he)醌(kun)。此外(wai)，通過(guo)含氧(yang)(yang)表面官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)活性炭氧(yang)(yang)化(hua)反應(ying)，這些官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)通過(guo)分(fen)(fen)子(zi)氧(yang)(yang)再(zai)生(sheng)。酚基是(shi)環己(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)*穩定(ding)、*主要的(de)(de)來源(yuan)，除其它含氧(yang)(yang)基團(tuan)外(wai)。對苯二(er)酚系統的(de)(de)芬頓樣機(ji)制是(shi)環己(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)傳(chuan)播*有可能(neng)的(de)(de)方式(shi)。喹諾(nuo)酮(tong)通過(guo)連續(xu)氧(yang)(yang)氣在(zai)反應(ying)混(hun)合物(wu)中再(zai)生(sheng)。化(hua)學/熱(re)處(chu)理可用(yong)于表面官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)(品種/密度)。例如，在(zai)*近的(de)(de)研究中TGA活性炭表面產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)通過(guo)熱(re)處(chu)理進行調整。高(gao)(gao)溫580活性炭℃下(xia)處(chu)理;。因此，**現有的(de)(de)含氧(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)將是(shi)醌(kun)。確(que)認高(gao)(gao)溫(700°C)下(xia)醌(kun)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)穩定(ding)性。同樣，喹諾(nuo)酮(tong)官(guan)(guan)(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)穩定(ding)性高(gao)(gao)達(da)800°C。因此，綜上所(suo)述，環己(ji)(ji)烷氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)環己(ji)(ji)醇和(he)(he)環己(ji)(ji)酮(tong)遵循方案所(suo)示的(de)(de)機(ji)制 。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過化(hua)學方(fang)法合(he)成，環己(ji)烷中無溶劑(ji)氧(yang)化(hua)低分(fen)子(zi)氧(yang)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過熱(re)處理(li)進行調節，以發展表(biao)面上的(de)(de)酚(fen)官能(neng)團(tuan)。*佳反應(ying)參數如下：反應(ying)物115.56mmol、活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)0.4g、 溫(wen)度75℃、時(shi)間14小(xiao)時(shi)。將催化(hua)劑(ji)的(de)(de)催化(hua)活(huo)性(xing)(xing)與(yu)當前研究(jiu)重要性(xing)(xing)生產率報告的(de)(de)文獻(xian)進行比較(jiao)。催化(hua)劑(ji)重復使用幾(ji)次，說明催化(hua)劑(ji)的(de)(de)耐久性(xing)(xing)。結果(guo)表(biao)明，醌基(ji)官能(neng)團(tuan)是分(fen)子(zi)氧(yang)化(hua)環己(ji)烷再(zai)生的(de)(de)*佳反應(ying)核心。發現(xian)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是真正具有延長壽命的(de)(de)異(yi)相催化(hua)劑(ji)。