活性炭的(de)環己烷氧化

　　今天，我想介紹一(yi)下環(huan)(huan)己(ji)烷無溶劑(ji)氧(yang)(yang)化(hua)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)。活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)原料是磷酸(suan)鹽(yan)浸泡在380中℃在惰(duo)性氣體下碳化(hua)，然后用過氧(yang)(yang)化(hua)氫激活(huo)(huo)(huo)。活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)通(tong)過SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)(he)(he)BET表面(mian)積(ji)和(he)(he)(he)孔徑(jing)分析儀表征。在自制雙(shuang)壁三(san)頸批量中，活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)作為環(huan)(huan)己(ji)烷無環(huan)(huan)氧(yang)(yang)化(hua)成環(huan)(huan)己(ji)醇和(he)(he)(he)環(huan)(huan)己(ji)酮(這種混合(he)物(wu)稱為KA油)催化(hua)劑(ji)的(de)潛能反(fan)應堆。優化(hua)了不同反(fan)應參(can)數/添加劑(ji)的(de)影響。

　　19世紀初，活性炭首(shou)次被(bei)報(bao)道為(wei)有(you)(you)效(xiao)催化(hua)劑(ji)。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通常由不同(tong)農(nong)業原(yuan)料的(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)化(hua)法制備，作(zuo)為(wei)過氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)催化(hua)劑(ji)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對過氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)分(fen)解(jie)(jie)有(you)(you)很(hen)好的(de)(de)催化(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，但持續時間(jian)短。催化(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)消失(shi)的(de)(de)*有(you)(you)可能原(yuan)因是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面氧(yang)(yang)化(hua)基團(tuan)的(de)(de)失(shi)活(huo)(huo)(huo)。近(jin)幾十年來(lai)，研究人員成功地解(jie)(jie)決了活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)耐久性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)主要問題。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過物(wu)理(li)、物(wu)理(li)、化(hua)學和化(hua)學活(huo)(huo)(huo)化(hua)進行調整，在光氣和硫(liu)化(hua)氫(qing)的(de)(de)生(sheng)產中顯示出良好的(de)(de)催化(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)、聚合和鹵(lu)化(hua)去(qu)除SO 2 和NO x 氧(yang)(yang)化(hua)苯二醇。由于(yu)其孔隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位點(dian)和高(gao)表(biao)面積(ji)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)這種(zhong)性(xing)(xing)(xing)能。因此，通過控制這些參數(shu)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以調整為(wei)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)催化(hua)劑(ji)，用(yong)于(yu)選擇(ze)有(you)(you)機(ji)轉化(hua)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)實驗條件和(he)工藝(yi)條件

　　在(zai)(zai)目前的(de)工(gong)作(zuo)中，在(zai)(zai)溫和的(de)反應條件下(xia)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭被用作(zuo)無(wu)金屬(shu)催化劑和無(wu)環(huan)氧環(huan)己烷KA油。優化了反應參數，并在(zai)(zai)生產(chan)率方面發(fa)現(xian)了催化效率。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭成為環(huan)己烷無(wu)溶劑氧化的(de)有用催化劑，方便、活(huo)性(xing)(xing)(xing)、低成本、可回收、不滲(shen)透、環(huan)保(bao)。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)表面(mian)形態(tai)是通(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡(jing)進行研究的(de)。活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)元素組成通(tong)過(guo)能(neng)量(liang)色散X射線(xian)光譜記錄。通(tong)過(guo)X射線(xian)衍(yan)射儀進行X射線(xian)分(fen)析(xi)。活(huo)性炭(tan)(tan)表面(mian)的(de)官(guan)能(neng)團通(tong)過(guo)傅(fu)里葉紅外光譜儀檢查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱分(fen)析(xi)儀℃溫(wen)度范圍內(nei) 以(yi)10℃/ min的(de)速(su)率(lv)在N 2流下熱量(liang)重量(liang)損失百分(fen)比 。活(huo)性炭(tan)(tan)面(mian)積分(fen)析(xi)儀測量(liang)活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)表面(mian)積。

　　將環(huan)己烷(wan)(wan)(12.5mL)和活性炭(tan)(0.4g)裝載到(dao)自設(she)雙(shuang)壁三(san)口式間歇式反(fan)應(ying)器中。在分子氧(40mL / min)存(cun)在下，在75℃攪拌混合物14小時 。堿性在同(tong)一(yi)組反(fan)應(ying)參數(shu)中NaOH：0.2 mmole的存(cun)在下也進行反(fan)應(ying)。環(huan)自烷(wan)(wan)通過(guo)氣相色譜分析轉化(hua)為KA油，使(shi)用交聯甲基硅氧烷(wan)(wan)毛細管柱(30μm，內(nei)徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離(li)子化(hua)檢(jian)測器(FID)相連(lian)。

　　通過SEM分析(xi)(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)(nei)表面連接的交聯通道的混合 1 。高放大倍率顯示2-10腔(qiang)的存(cun)在μ 米 ，內(nei)(nei)部微孔(kong)和中(zhong)孔(kong)可以很容易地訪問(wen)。EDX分析(xi)(xi)(圖 2 )磷和二氧(yang)化硅(gui)顯示痕(hen)跡， 這些(xie)是花(hua)生殼的主要內(nei)(nei)容。

　　討論活性炭實驗(yan)結果

　　含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)負責(ze)將環(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(tong)(tong)。據廣泛報道，活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)和(he)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)通過(guo)(guo)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)，如堿、酮(tong)(tong)和(he)醌(kun)。此(ci)(ci)外，通過(guo)(guo)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活性(xing)(xing)炭(tan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應，這些官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過(guo)(guo)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)再(zai)生(sheng)。酚(fen)基(ji)是(shi)環(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)*穩(wen)(wen)定、*主要的(de)(de)來源，除其(qi)它(ta)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)基(ji)團(tuan)(tuan)外。對苯二酚(fen)系統的(de)(de)芬頓樣機(ji)制是(shi)環(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)傳播*有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)方式(shi)。喹(kui)諾酮(tong)(tong)通過(guo)(guo)連續氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣在反(fan)應混合(he)物中再(zai)生(sheng)。化(hua)(hua)(hua)學/熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)可(ke)用于表(biao)面(mian)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(品種/密度)。例如，在*近的(de)(de)研究中TGA活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過(guo)(guo)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)進行調整。高溫580活性(xing)(xing)炭(tan)℃下處(chu)(chu)理(li);。因此(ci)(ci)，**現有(you)(you)的(de)(de)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)將是(shi)醌(kun)。確認高溫(700°C)下醌(kun)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)。同樣，喹(kui)諾酮(tong)(tong)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)高達800°C。因此(ci)(ci)，綜上所(suo)述，環(huan)己烷氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)成(cheng)環(huan)己醇和(he)環(huan)己酮(tong)(tong)遵(zun)循方案所(suo)示(shi)的(de)(de)機(ji)制 。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)化學(xue)方法合成，環己烷中(zhong)無溶劑氧化低分(fen)子氧。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)熱(re)處理進(jin)(jin)行調(diao)節，以發(fa)展表面上(shang)的酚官能團。*佳反(fan)應參數如下：反(fan)應物115.56mmol、活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)0.4g、 溫(wen)度75℃、時間14小時。將(jiang)催化劑的催化活(huo)性(xing)(xing)與當前研究(jiu)重(zhong)(zhong)要性(xing)(xing)生(sheng)產率報告的文獻進(jin)(jin)行比較(jiao)。催化劑重(zhong)(zhong)復使(shi)用幾次(ci)，說明催化劑的耐(nai)久性(xing)(xing)。結果表明，醌基官能團是(shi)分(fen)子氧化環己烷再生(sheng)的*佳反(fan)應核心。發(fa)現(xian)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)真正具有延長壽命的異相催化劑。