活性炭的環己烷氧化

　　今天，我(wo)想介(jie)紹(shao)一下環(huan)己(ji)烷無溶劑氧化(hua)(hua)活性(xing)炭(tan)。活性(xing)炭(tan)的原料是(shi)磷酸(suan)鹽浸(jin)泡在(zai)380中℃在(zai)惰性(xing)氣體(ti)下碳化(hua)(hua)，然后(hou)用過氧化(hua)(hua)氫激活。活性(xing)炭(tan)通過SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)BET表(biao)面積(ji)和(he)孔徑分析儀表(biao)征。在(zai)自制雙壁三頸批量(liang)中，活性(xing)炭(tan)作為(wei)環(huan)己(ji)烷無環(huan)氧化(hua)(hua)成(cheng)環(huan)己(ji)醇(chun)和(he)環(huan)己(ji)酮(這種混合物稱(cheng)為(wei)KA油(you))催化(hua)(hua)劑的潛能(neng)反應(ying)堆。優化(hua)(hua)了(le)不同反應(ying)參數/添加劑的影(ying)響。

　　19世紀初，活性炭首(shou)次被(bei)報道為有效催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。19世紀初(chu)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通(tong)常由(you)不同農業(ye)原料的(de)(de)熱活化(hua)(hua)(hua)(hua)法制備，作為過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)降(jiang)解(jie)(jie)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解(jie)(jie)有很好(hao)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，但(dan)持續時間短。催化(hua)(hua)(hua)(hua)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)消失的(de)(de)*有可能原因(yin)是活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表面(mian)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)失活。近幾十年來，研(yan)究(jiu)人員成功地(di)解(jie)(jie)決了活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)主要問題。活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)(guo)物理、物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)學和化(hua)(hua)(hua)(hua)學活化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣和硫化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)生產中顯示(shi)出良好(hao)的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)去(qu)除SO 2 和NO x 氧化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇。由(you)于其孔隙度、活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)位點和高表面(mian)積，活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)這(zhe)種性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。因(yin)此，通(tong)過(guo)(guo)控制這(zhe)些(xie)參數(shu)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以調整為有效的(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，用(yong)于選(xuan)擇有機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性(xing)炭實(shi)驗條(tiao)件和工(gong)藝(yi)條(tiao)件

　　在(zai)目前的工作(zuo)中，在(zai)溫和的反(fan)應條(tiao)件下，活性炭被(bei)用作(zuo)無(wu)金屬催化(hua)劑和無(wu)環(huan)氧環(huan)己烷(wan)KA油(you)。優化(hua)了(le)反(fan)應參數，并在(zai)生產(chan)率方面發(fa)現了(le)催化(hua)效率。活性炭成為環(huan)己烷(wan)無(wu)溶(rong)劑氧化(hua)的有用催化(hua)劑，方便(bian)、活性、低成本、可(ke)回收、不滲(shen)透、環(huan)保。

　　活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)表面(mian)形(xing)態(tai)是通(tong)過(guo)(guo)掃描電子顯(xian)微鏡進(jin)(jin)行研究的(de)。活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)元素組成(cheng)通(tong)過(guo)(guo)能量色散X射(she)線(xian)(xian)光譜記錄。通(tong)過(guo)(guo)X射(she)線(xian)(xian)衍射(she)儀進(jin)(jin)行X射(she)線(xian)(xian)分(fen)析(xi)。活(huo)(huo)性炭(tan)表面(mian)的(de)官能團通(tong)過(guo)(guo)傅(fu)里葉(xie)紅外光譜儀檢查。通(tong)過(guo)(guo)TGA0/10000熱分(fen)析(xi)儀℃溫(wen)度范圍內 以10℃/ min的(de)速率(lv)在(zai)N 2流下熱量重量損失(shi)百分(fen)比 。活(huo)(huo)性炭(tan)面(mian)積分(fen)析(xi)儀測(ce)量活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)表面(mian)積。

　　將環己烷(12.5mL)和活性(xing)炭(0.4g)裝載(zai)到自(zi)設雙壁三口式間歇式反(fan)應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)。在(zai)分(fen)子氧(40mL / min)存(cun)在(zai)下，在(zai)75℃攪拌混合物(wu)14小時 。堿性(xing)在(zai)同一(yi)組反(fan)應參數中(zhong)(zhong)NaOH：0.2 mmole的存(cun)在(zai)下也進行反(fan)應。環自(zi)烷通過氣相色譜分(fen)析轉化為KA油，使(shi)用交聯(lian)甲基硅氧烷毛細管柱(30μm，內(nei)徑0.32mm， 米 m膜厚(hou))，火(huo)焰離(li)子化檢測器(qi)(qi)(FID)相連(lian)。

　　通(tong)(tong)過SEM分析(xi)(xi)活性炭(tan)的(de)(de)表面(mian)形態。SEM圖為(wei)多孔(kong)結(jie)構、微(wei)孔(kong)/中(zhong)(zhong)孔(kong)與活性炭(tan)內表面(mian)連接的(de)(de)交(jiao)聯通(tong)(tong)道的(de)(de)混合 1 。高(gao)放大倍率顯示(shi)2-10腔的(de)(de)存(cun)在(zai)μ 米 ，內部微(wei)孔(kong)和中(zhong)(zhong)孔(kong)可(ke)以很容易地訪問。EDX分析(xi)(xi)(圖 2 )磷和二氧化硅顯示(shi)痕跡， 這些(xie)是花(hua)生殼(ke)的(de)(de)主要內容。

　　討論活性炭(tan)實驗(yan)結果

　　含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團負責將環(huan)(huan)己(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己(ji)醇和(he)環(huan)(huan)己(ji)酮。據廣泛報道(dao)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)和(he)分(fen)(fen)子氧(yang)(yang)(yang)通(tong)過(guo)(guo)含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團，如堿(jian)、酮和(he)醌(kun)(kun)。此外，通(tong)過(guo)(guo)含氧(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應，這些官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團通(tong)過(guo)(guo)分(fen)(fen)子氧(yang)(yang)(yang)再生(sheng)。酚(fen)基是(shi)環(huan)(huan)己(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)*穩定、*主要的(de)來(lai)源，除其它(ta)含氧(yang)(yang)(yang)基團外。對苯二酚(fen)系統的(de)芬頓樣機制是(shi)環(huan)(huan)己(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)傳播*有可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)方(fang)式(shi)。喹(kui)諾酮通(tong)過(guo)(guo)連續氧(yang)(yang)(yang)氣在反應混合物中再生(sheng)。化(hua)(hua)學/熱處理(li)可(ke)用于表(biao)面(mian)(mian)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(品種/密度)。例(li)如，在*近的(de)研究中TGA活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)的(de)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團通(tong)過(guo)(guo)熱處理(li)進行調整。高溫580活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)℃下處理(li);。因(yin)此，**現有的(de)含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團將是(shi)醌(kun)(kun)。確認高溫(700°C)下醌(kun)(kun)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團的(de)穩定性(xing)(xing)。同樣，喹(kui)諾酮官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團的(de)穩定性(xing)(xing)高達800°C。因(yin)此，綜上所述，環(huan)(huan)己(ji)烷氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己(ji)醇和(he)環(huan)(huan)己(ji)酮遵循方(fang)案所示的(de)機制 。

　　活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過化(hua)學方法合成，環己烷中無溶劑(ji)氧(yang)化(hua)低分(fen)(fen)子氧(yang)。活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過熱(re)處理進(jin)行調節(jie)，以發展(zhan)表面上的(de)酚官(guan)能團。*佳(jia)反應參數(shu)如下：反應物115.56mmol、活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催化(hua)劑(ji)的(de)催化(hua)活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與當前研究(jiu)重(zhong)要性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)生產率(lv)報告(gao)的(de)文獻進(jin)行比(bi)較(jiao)。催化(hua)劑(ji)重(zhong)復使用幾次，說明催化(hua)劑(ji)的(de)耐久(jiu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。結(jie)果表明，醌基官(guan)能團是分(fen)(fen)子氧(yang)化(hua)環己烷再生的(de)*佳(jia)反應核心。發現活性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)是真正(zheng)具有延長壽命(ming)的(de)異相催化(hua)劑(ji)。