活性炭(tan)的環己烷氧化

　　今天，我想(xiang)介紹一下(xia)環己烷無溶劑(ji)氧(yang)化(hua)活(huo)(huo)性炭(tan)。活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)原料是磷酸(suan)鹽浸泡在(zai)380中(zhong)℃在(zai)惰(duo)性氣(qi)體下(xia)碳化(hua)，然(ran)后(hou)用過(guo)氧(yang)化(hua)氫激(ji)活(huo)(huo)。活(huo)(huo)性炭(tan)通過(guo)SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)BET表面(mian)積和(he)孔徑分析儀表征。在(zai)自制雙壁三頸批量中(zhong)，活(huo)(huo)性炭(tan)作為環己烷無環氧(yang)化(hua)成環己醇和(he)環己酮(這種混(hun)合物(wu)稱為KA油)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)潛能反應(ying)堆。優(you)化(hua)了不(bu)同反應(ying)參數/添加劑(ji)的(de)影響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為有效催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。19世紀初，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)通(tong)常由不同農業原料(liao)的(de)(de)熱活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)法制備(bei)，作(zuo)為過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫降解的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對(dui)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫分解有很(hen)好的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)，但(dan)持續時(shi)間短。催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)消失的(de)(de)*有可(ke)能(neng)原因(yin)是(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表面(mian)(mian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)基團(tuan)的(de)(de)失活(huo)(huo)(huo)。近幾(ji)十年(nian)來，研(yan)究(jiu)人員成功(gong)地解決了活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)耐久性(xing)的(de)(de)主要問(wen)題(ti)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)通(tong)過(guo)物理、物理、化(hua)(hua)(hua)(hua)學和化(hua)(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)進行調整，在光氣(qi)和硫化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)(de)生產中顯(xian)示出良好的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)，氫化(hua)(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)去除SO 2 和NO x 氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)苯二醇。由于(yu)其孔隙度、活(huo)(huo)(huo)性(xing)位點和高表面(mian)(mian)積，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)這(zhe)種(zhong)性(xing)能(neng)。因(yin)此，通(tong)過(guo)控制這(zhe)些參數，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)以調整為有效的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑，用于(yu)選擇(ze)有機(ji)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)。

　　活性(xing)炭實驗條件和工藝(yi)條件

　　在目前(qian)的工作(zuo)中，在溫和(he)的反應條件下(xia)，活(huo)性(xing)炭被用作(zuo)無(wu)金屬催化(hua)(hua)劑和(he)無(wu)環氧環己(ji)烷(wan)KA油。優化(hua)(hua)了反應參數，并在生產率(lv)方(fang)面發現了催化(hua)(hua)效(xiao)率(lv)。活(huo)性(xing)炭成為環己(ji)烷(wan)無(wu)溶(rong)劑氧化(hua)(hua)的有用催化(hua)(hua)劑，方(fang)便、活(huo)性(xing)、低成本、可(ke)回收、不滲透(tou)、環保。

　　活性(xing)(xing)炭的表(biao)(biao)面(mian)(mian)形態是通(tong)過(guo)(guo)掃(sao)描電子顯微鏡進行(xing)研究的。活性(xing)(xing)炭的元素組成通(tong)過(guo)(guo)能量色散X射(she)線光(guang)譜記錄(lu)。通(tong)過(guo)(guo)X射(she)線衍射(she)儀進行(xing)X射(she)線分析(xi)(xi)。活性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)的官能團通(tong)過(guo)(guo)傅里葉紅外光(guang)譜儀檢(jian)查。通(tong)過(guo)(guo)TGA0/10000熱(re)分析(xi)(xi)儀℃溫度范圍內 以10℃/ min的速率在N 2流下熱(re)量重(zhong)量損(sun)失百分比 。活性(xing)(xing)炭面(mian)(mian)積(ji)(ji)分析(xi)(xi)儀測量活性(xing)(xing)炭的表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)(ji)。

　　將環己(ji)烷(12.5mL)和(he)活性(xing)炭(0.4g)裝載到(dao)自(zi)設雙壁三(san)口(kou)式間歇式反(fan)應(ying)器中(zhong)。在(zai)分(fen)子(zi)(zi)氧(40mL / min)存在(zai)下(xia)，在(zai)75℃攪(jiao)拌混合物14小時 。堿性(xing)在(zai)同一組反(fan)應(ying)參數中(zhong)NaOH：0.2 mmole的存在(zai)下(xia)也進行反(fan)應(ying)。環自(zi)烷通過氣相色譜分(fen)析轉化(hua)為KA油(you)，使用交聯甲基硅氧烷毛細管柱(30μm，內徑(jing)0.32mm， 米 m膜厚(hou))，火(huo)焰離子(zi)(zi)化(hua)檢測器(FID)相連。

　　通過SEM分析活性(xing)炭(tan)的表面(mian)形(xing)態。SEM圖為多(duo)孔(kong)結構、微孔(kong)/中孔(kong)與活性(xing)炭(tan)內表面(mian)連接的交(jiao)聯通道的混合 1 。高放大倍率顯(xian)示2-10腔的存在μ 米 ，內部微孔(kong)和中孔(kong)可以很容(rong)易地訪問。EDX分析(圖 2 )磷和二(er)氧化硅(gui)顯(xian)示痕(hen)跡， 這些是花生殼的主要內容(rong)。

　　討論活性炭實驗結(jie)果(guo)

　　含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)負責將環(huan)(huan)己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己醇和(he)環(huan)(huan)己酮(tong)(tong)。據廣(guang)泛(fan)報道，活(huo)(huo)性炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)和(he)分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)通(tong)(tong)過(guo)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)，如(ru)堿、酮(tong)(tong)和(he)醌(kun)。此外(wai)，通(tong)(tong)過(guo)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)活(huo)(huo)性炭(tan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)，這些官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)分子(zi)氧(yang)(yang)(yang)再(zai)生(sheng)。酚基(ji)是(shi)環(huan)(huan)己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)*穩(wen)(wen)定、*主要的(de)(de)來(lai)源，除其它含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)基(ji)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)外(wai)。對苯二酚系統(tong)的(de)(de)芬頓(dun)樣(yang)機制是(shi)環(huan)(huan)己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)傳播*有(you)可能(neng)(neng)的(de)(de)方(fang)式。喹(kui)諾(nuo)酮(tong)(tong)通(tong)(tong)過(guo)連續氧(yang)(yang)(yang)氣在(zai)反(fan)應(ying)混合物中再(zai)生(sheng)。化(hua)(hua)學/熱處(chu)(chu)理可用于(yu)表(biao)面(mian)(mian)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(品種(zhong)/密度)。例如(ru)，在(zai)*近(jin)的(de)(de)研究中TGA活(huo)(huo)性炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)通(tong)(tong)過(guo)熱處(chu)(chu)理進(jin)行調整。高(gao)溫580活(huo)(huo)性炭(tan)℃下處(chu)(chu)理;。因此，**現(xian)有(you)的(de)(de)含(han)(han)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)將是(shi)醌(kun)。確認高(gao)溫(700°C)下醌(kun)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定性。同樣(yang)，喹(kui)諾(nuo)酮(tong)(tong)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)穩(wen)(wen)定性高(gao)達800°C。因此，綜上所(suo)述，環(huan)(huan)己烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環(huan)(huan)己醇和(he)環(huan)(huan)己酮(tong)(tong)遵(zun)循方(fang)案所(suo)示的(de)(de)機制 。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過化(hua)學方法合(he)成，環己(ji)烷(wan)中無溶(rong)劑(ji)氧化(hua)低(di)分(fen)子氧。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過熱處理進(jin)行(xing)調(diao)節，以發(fa)展表面上(shang)的(de)酚(fen)官(guan)能團(tuan)。*佳反(fan)應參數如下(xia)：反(fan)應物115.56mmol、活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)0.4g、 溫(wen)度75℃、時(shi)間14小時(shi)。將催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)催(cui)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)與(yu)當(dang)前研(yan)究重要性(xing)生(sheng)產率報告(gao)的(de)文獻進(jin)行(xing)比較(jiao)。催(cui)化(hua)劑(ji)重復使用(yong)幾次(ci)，說明(ming)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)耐久性(xing)。結(jie)果表明(ming)，醌基官(guan)能團(tuan)是分(fen)子氧化(hua)環己(ji)烷(wan)再(zai)生(sheng)的(de)*佳反(fan)應核心。發(fa)現活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是真正(zheng)具有(you)延長壽命的(de)異相催(cui)化(hua)劑(ji)。