活性炭的環己烷氧化

　　今天，我想介紹一下環己烷(wan)無(wu)溶劑(ji)氧(yang)(yang)化(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的原(yuan)料是磷(lin)酸鹽浸泡在380中℃在惰性(xing)(xing)氣體下碳(tan)化(hua)，然后用(yong)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫激(ji)活(huo)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和BET表(biao)面積和孔徑分(fen)析儀表(biao)征。在自(zi)制雙壁三頸批量中，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)作為(wei)環己烷(wan)無(wu)環氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)環己醇和環己酮(tong)(這種混合(he)物稱為(wei)KA油)催(cui)化(hua)劑(ji)的潛能反(fan)應(ying)堆(dui)。優化(hua)了不同反(fan)應(ying)參數/添加劑(ji)的影響。

　　19世紀初，活性炭首次(ci)被報(bao)道(dao)為有(you)效(xiao)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑。19世紀初，活(huo)性(xing)(xing)炭通(tong)常(chang)由不(bu)同農業原料的(de)熱活(huo)化(hua)(hua)法制(zhi)備，作為過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)降解的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑。活(huo)性(xing)(xing)炭對過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解有(you)很好(hao)的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)，但持續時間短。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)消失的(de)*有(you)可能原因是活(huo)性(xing)(xing)炭表面氧(yang)化(hua)(hua)基團(tuan)的(de)失活(huo)。近幾十年(nian)來(lai)，研(yan)究人(ren)員成(cheng)功地解決了活(huo)性(xing)(xing)炭耐久性(xing)(xing)的(de)主要問題。活(huo)性(xing)(xing)炭通(tong)過物理、物理、化(hua)(hua)學和(he)化(hua)(hua)學活(huo)化(hua)(hua)進行調整，在光氣(qi)和(he)硫化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)生產中顯(xian)示出良好(hao)的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)、聚(ju)合(he)和(he)鹵(lu)化(hua)(hua)去(qu)除(chu)SO 2 和(he)NO x 氧(yang)化(hua)(hua)苯二醇。由于(yu)其孔隙度、活(huo)性(xing)(xing)位(wei)點和(he)高表面積(ji)，活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)這種性(xing)(xing)能。因此，通(tong)過控制(zhi)這些參數，活(huo)性(xing)(xing)炭可以調整為有(you)效(xiao)的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑，用于(yu)選擇有(you)機轉化(hua)(hua)。

　　活性炭(tan)實驗條(tiao)件(jian)和工藝條(tiao)件(jian)

　　在(zai)目(mu)前(qian)的工作中，在(zai)溫和(he)(he)的反應條件下，活性炭(tan)被用(yong)作無(wu)金屬催化(hua)劑和(he)(he)無(wu)環氧環己烷KA油。優化(hua)了反應參數(shu)，并在(zai)生產率(lv)方(fang)面發(fa)現了催化(hua)效率(lv)。活性炭(tan)成為環己烷無(wu)溶(rong)劑氧化(hua)的有(you)用(yong)催化(hua)劑，方(fang)便、活性、低成本、可(ke)回收、不(bu)滲透、環保(bao)。

　　活性炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)形態是通(tong)過(guo)掃描電子顯微鏡進(jin)行研究的(de)。活性炭(tan)的(de)元(yuan)素組成通(tong)過(guo)能(neng)(neng)量色散X射線光譜(pu)記錄。通(tong)過(guo)X射線衍射儀(yi)進(jin)行X射線分(fen)析。活性炭(tan)表(biao)面(mian)的(de)官能(neng)(neng)團(tuan)通(tong)過(guo)傅里葉(xie)紅外光譜(pu)儀(yi)檢查。通(tong)過(guo)TGA0/10000熱(re)分(fen)析儀(yi)℃溫度范圍內 以10℃/ min的(de)速率在N 2流下熱(re)量重量損(sun)失百(bai)分(fen)比 。活性炭(tan)面(mian)積分(fen)析儀(yi)測量活性炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)積。

　　將環己(ji)烷(12.5mL)和活性(xing)炭(0.4g)裝載到自設(she)雙壁(bi)三(san)口式(shi)間歇式(shi)反應(ying)器中。在(zai)分子氧(yang)(40mL / min)存在(zai)下，在(zai)75℃攪(jiao)拌混合物(wu)14小(xiao)時 。堿性(xing)在(zai)同一組反應(ying)參(can)數中NaOH：0.2 mmole的存在(zai)下也進行反應(ying)。環自烷通過氣相色(se)譜分析轉(zhuan)化為(wei)KA油(you)，使(shi)用交聯甲基硅氧(yang)烷毛細管(guan)柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜(mo)厚(hou))，火焰離(li)子化檢(jian)測器(FID)相連。

　　通過(guo)SEM分析(xi)活性炭(tan)的表面形態。SEM圖(tu)為(wei)多孔(kong)結構、微孔(kong)/中孔(kong)與(yu)活性炭(tan)內(nei)表面連接的交聯通道的混合 1 。高放(fang)大(da)倍率顯示2-10腔的存在(zai)μ 米 ，內(nei)部微孔(kong)和(he)中孔(kong)可以很(hen)容易(yi)地訪問。EDX分析(xi)(圖(tu) 2 )磷和(he)二氧化硅顯示痕跡， 這(zhe)些是花(hua)生殼(ke)的主要(yao)內(nei)容。

　　討論活性(xing)炭實(shi)驗(yan)結果

　　含(han)氧官(guan)能(neng)(neng)(neng)團負責(ze)將(jiang)環(huan)己(ji)烷氧化(hua)成環(huan)己(ji)醇(chun)和(he)(he)(he)環(huan)己(ji)酮(tong)。據廣泛報(bao)道，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面和(he)(he)(he)分子氧通過含(han)氧官(guan)能(neng)(neng)(neng)團，如堿(jian)、酮(tong)和(he)(he)(he)醌(kun)(kun)(kun)。此(ci)外(wai)，通過含(han)氧表面官(guan)能(neng)(neng)(neng)團活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)氧化(hua)反(fan)應，這(zhe)些(xie)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團通過分子氧再(zai)生。酚(fen)基(ji)是環(huan)己(ji)烷氧化(hua)*穩定、*主(zhu)要的(de)來源(yuan)，除(chu)其它含(han)氧基(ji)團外(wai)。對(dui)苯二酚(fen)系統的(de)芬(fen)頓(dun)樣(yang)(yang)機(ji)制是環(huan)己(ji)烷氧化(hua)傳(chuan)播*有可(ke)能(neng)(neng)(neng)的(de)方式。喹(kui)諾酮(tong)通過連續氧氣在反(fan)應混合物中再(zai)生。化(hua)學/熱處(chu)理可(ke)用(yong)于表面官(guan)能(neng)(neng)(neng)團(品種/密度)。例如，在*近的(de)研究(jiu)中TGA活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面產生的(de)氧官(guan)能(neng)(neng)(neng)團通過熱處(chu)理進行調整。高(gao)(gao)溫580活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)℃下處(chu)理;。因此(ci)，**現有的(de)含(han)氧官(guan)能(neng)(neng)(neng)團將(jiang)是醌(kun)(kun)(kun)。確(que)認(ren)高(gao)(gao)溫(700°C)下醌(kun)(kun)(kun)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團的(de)穩定性(xing)(xing)。同樣(yang)(yang)，喹(kui)諾酮(tong)官(guan)能(neng)(neng)(neng)團的(de)穩定性(xing)(xing)高(gao)(gao)達800°C。因此(ci)，綜(zong)上所(suo)述，環(huan)己(ji)烷氧化(hua)成環(huan)己(ji)醇(chun)和(he)(he)(he)環(huan)己(ji)酮(tong)遵循方案(an)所(suo)示的(de)機(ji)制 。

　　活(huo)性炭(tan)(tan)通(tong)過化(hua)(hua)(hua)學(xue)方法合成(cheng)，環(huan)己(ji)烷中無溶劑(ji)氧化(hua)(hua)(hua)低分(fen)(fen)子氧。活(huo)性炭(tan)(tan)通(tong)過熱處(chu)理進(jin)行(xing)(xing)調節，以發(fa)展表面上的酚官能(neng)團(tuan)(tuan)。*佳反應參數(shu)如下：反應物115.56mmol、活(huo)性炭(tan)(tan)0.4g、 溫度(du)75℃、時間14小時。將催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性與(yu)當前研究重(zhong)要性生(sheng)產(chan)率報告(gao)的文獻進(jin)行(xing)(xing)比較(jiao)。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)重(zhong)復(fu)使(shi)用(yong)幾(ji)次，說明(ming)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的耐久性。結果表明(ming)，醌基官能(neng)團(tuan)(tuan)是(shi)分(fen)(fen)子氧化(hua)(hua)(hua)環(huan)己(ji)烷再生(sheng)的*佳反應核心。發(fa)現(xian)活(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)真正具有延長壽命的異相(xiang)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。