活性炭的環(huan)己(ji)烷氧化

　　今天，我想介紹(shao)一下(xia)環己(ji)烷無溶劑氧化(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)原料是磷酸鹽浸(jin)泡在380中(zhong)℃在惰性(xing)(xing)氣體(ti)下(xia)碳化(hua)，然后用過氧化(hua)氫激活(huo)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)(he)(he)BET表面積和(he)(he)(he)孔徑(jing)分析儀表征。在自(zi)制(zhi)雙壁三頸批量中(zhong)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)作為環己(ji)烷無環氧化(hua)成(cheng)環己(ji)醇和(he)(he)(he)環己(ji)酮(這種混合物稱為KA油)催化(hua)劑的(de)(de)潛(qian)能反應(ying)堆。優化(hua)了不同反應(ying)參數/添加劑的(de)(de)影(ying)響。

　　19世紀初，活性炭首次(ci)被報(bao)道為有(you)效催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。19世紀初(chu)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)通(tong)常由不同農業原(yuan)料的(de)(de)熱活(huo)化(hua)(hua)(hua)法制備，作為過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)降解的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)分解有(you)很好的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)，但持續時間短。催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)消失(shi)的(de)(de)*有(you)可能原(yuan)因是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)失(shi)活(huo)。近(jin)幾十年來，研究(jiu)人(ren)員成功地解決了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)耐久(jiu)性(xing)的(de)(de)主要問題。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過(guo)物理、物理、化(hua)(hua)(hua)學(xue)和(he)化(hua)(hua)(hua)學(xue)活(huo)化(hua)(hua)(hua)進行(xing)調整，在(zai)光氣和(he)硫化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)生(sheng)產中顯(xian)示出(chu)良(liang)好的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)，氫(qing)(qing)化(hua)(hua)(hua)、聚合和(he)鹵化(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和(he)NO x 氧(yang)化(hua)(hua)(hua)苯(ben)二醇。由于(yu)其孔(kong)隙度、活(huo)性(xing)位點和(he)高(gao)表(biao)面(mian)積，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)這種性(xing)能。因此，通(tong)過(guo)控(kong)制這些參數，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可以調整為有(you)效的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑，用于(yu)選擇(ze)有(you)機轉化(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭實(shi)驗(yan)條(tiao)件和工藝條(tiao)件

　　在(zai)目前(qian)的(de)工作中，在(zai)溫(wen)和的(de)反(fan)應條件下(xia)，活(huo)性(xing)炭(tan)被(bei)用作無金屬(shu)催化(hua)劑和無環氧環己烷KA油。優化(hua)了反(fan)應參(can)數，并在(zai)生產率(lv)方面發現(xian)了催化(hua)效率(lv)。活(huo)性(xing)炭(tan)成(cheng)為環己烷無溶劑氧化(hua)的(de)有(you)用催化(hua)劑，方便、活(huo)性(xing)、低成(cheng)本、可(ke)回收(shou)、不滲透、環保。

　　活(huo)性炭(tan)的(de)(de)表(biao)(biao)面形態是(shi)通(tong)過掃描電子顯微鏡進行(xing)研究的(de)(de)。活(huo)性炭(tan)的(de)(de)元素(su)組成通(tong)過能量(liang)色散X射(she)線光譜記錄(lu)。通(tong)過X射(she)線衍射(she)儀(yi)進行(xing)X射(she)線分析。活(huo)性炭(tan)表(biao)(biao)面的(de)(de)官能團通(tong)過傅(fu)里葉紅外(wai)光譜儀(yi)檢(jian)查。通(tong)過TGA0/10000熱分析儀(yi)℃溫度范圍內 以10℃/ min的(de)(de)速率在N 2流(liu)下熱量(liang)重量(liang)損失百分比 。活(huo)性炭(tan)面積分析儀(yi)測(ce)量(liang)活(huo)性炭(tan)的(de)(de)表(biao)(biao)面積。

　　將環(huan)己(ji)烷(wan)(12.5mL)和(he)活性炭(tan)(0.4g)裝載(zai)到自設雙(shuang)壁三口(kou)式間歇(xie)式反(fan)應器(qi)中。在分(fen)子(zi)氧(yang)(40mL / min)存在下，在75℃攪(jiao)拌(ban)混合物14小(xiao)時(shi) 。堿(jian)性在同一組反(fan)應參數中NaOH：0.2 mmole的存在下也進(jin)行(xing)反(fan)應。環(huan)自烷(wan)通過氣相色(se)譜分(fen)析轉化為(wei)KA油，使用交(jiao)聯(lian)甲基(ji)硅氧(yang)烷(wan)毛細(xi)管柱(30μm，內(nei)徑0.32mm， 米 m膜厚)，火(huo)焰(yan)離子(zi)化檢(jian)測器(qi)(FID)相連。

　　通(tong)過SEM分(fen)析活性炭的(de)(de)表面(mian)形(xing)態。SEM圖為(wei)多孔(kong)(kong)結(jie)構、微孔(kong)(kong)/中孔(kong)(kong)與活性炭內(nei)(nei)表面(mian)連接的(de)(de)交聯通(tong)道的(de)(de)混合 1 。高(gao)放大倍率顯示2-10腔的(de)(de)存在μ 米 ，內(nei)(nei)部微孔(kong)(kong)和(he)中孔(kong)(kong)可以很(hen)容(rong)(rong)易地訪(fang)問(wen)。EDX分(fen)析(圖 2 )磷和(he)二氧(yang)化(hua)硅顯示痕跡， 這些是花生(sheng)殼(ke)的(de)(de)主要內(nei)(nei)容(rong)(rong)。

　　討論(lun)活性炭(tan)實驗結果

　　含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)負責將環己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環己(ji)醇和(he)環己(ji)酮(tong)(tong)。據廣泛(fan)報道，活(huo)性炭(tan)(tan)表(biao)面和(he)分(fen)子氧(yang)(yang)(yang)通過含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)，如堿、酮(tong)(tong)和(he)醌(kun)。此(ci)外(wai)(wai)，通過含氧(yang)(yang)(yang)表(biao)面官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)活(huo)性炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)，這些官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過分(fen)子氧(yang)(yang)(yang)再(zai)(zai)生。酚基(ji)是環己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)*穩(wen)定、*主要的(de)來(lai)源，除(chu)其它含氧(yang)(yang)(yang)基(ji)團(tuan)(tuan)外(wai)(wai)。對苯二酚系統的(de)芬頓(dun)樣機制(zhi)是環己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)傳播*有(you)可(ke)能(neng)(neng)的(de)方式(shi)。喹諾(nuo)酮(tong)(tong)通過連續氧(yang)(yang)(yang)氣在反應(ying)(ying)混(hun)合物(wu)中(zhong)再(zai)(zai)生。化(hua)(hua)學(xue)/熱(re)處理可(ke)用于表(biao)面官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)(品(pin)種(zhong)/密度)。例如，在*近的(de)研究中(zhong)TGA活(huo)性炭(tan)(tan)表(biao)面產生的(de)氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)通過熱(re)處理進行調整。高(gao)(gao)(gao)溫580活(huo)性炭(tan)(tan)℃下(xia)處理;。因此(ci)，**現有(you)的(de)含氧(yang)(yang)(yang)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)將是醌(kun)。確認高(gao)(gao)(gao)溫(700°C)下(xia)醌(kun)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)穩(wen)定性。同樣，喹諾(nuo)酮(tong)(tong)官(guan)(guan)(guan)能(neng)(neng)團(tuan)(tuan)的(de)穩(wen)定性高(gao)(gao)(gao)達(da)800°C。因此(ci)，綜上所述，環己(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成環己(ji)醇和(he)環己(ji)酮(tong)(tong)遵循(xun)方案(an)所示(shi)的(de)機制(zhi) 。

　　活(huo)性炭通過(guo)化(hua)學方法合成，環己烷中無溶劑氧(yang)(yang)化(hua)低分(fen)(fen)子氧(yang)(yang)。活(huo)性炭通過(guo)熱(re)處理進(jin)行(xing)調節(jie)，以發(fa)展(zhan)表面上的(de)(de)酚官(guan)能(neng)團(tuan)。*佳反應(ying)參(can)數(shu)如下：反應(ying)物(wu)115.56mmol、活(huo)性炭0.4g、 溫(wen)度75℃、時(shi)間14小時(shi)。將催化(hua)劑的(de)(de)催化(hua)活(huo)性與當前研究重(zhong)要性生(sheng)產(chan)率報告的(de)(de)文獻(xian)進(jin)行(xing)比較。催化(hua)劑重(zhong)復使(shi)用幾次，說明(ming)催化(hua)劑的(de)(de)耐久性。結果(guo)表明(ming)，醌基官(guan)能(neng)團(tuan)是(shi)分(fen)(fen)子氧(yang)(yang)化(hua)環己烷再生(sheng)的(de)(de)*佳反應(ying)核心。發(fa)現活(huo)性炭是(shi)真正具有延長壽命的(de)(de)異相(xiang)催化(hua)劑。