活性炭的環己烷氧化

　　今天，我想介紹一下環己烷(wan)(wan)無(wu)溶劑(ji)氧化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭。活(huo)性(xing)(xing)炭的原料是磷(lin)酸鹽浸泡在380中℃在惰性(xing)(xing)氣體下碳化(hua)(hua)(hua)，然后用過氧化(hua)(hua)(hua)氫激活(huo)。活(huo)性(xing)(xing)炭通過SEM，EDX，FTIR，TGA和(he)BET表面(mian)積和(he)孔徑分析儀表征(zheng)。在自制雙壁(bi)三(san)頸(jing)批量中，活(huo)性(xing)(xing)炭作為環己烷(wan)(wan)無(wu)環氧化(hua)(hua)(hua)成環己醇和(he)環己酮(這(zhe)種混合物稱為KA油)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的潛能(neng)反(fan)應堆。優化(hua)(hua)(hua)了不同反(fan)應參數(shu)/添加(jia)劑(ji)的影響(xiang)。

　　19世紀初，活性炭首次被報道為(wei)(wei)有(you)效催化(hua)(hua)(hua)劑。19世(shi)紀初，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭通(tong)常由不同農業原(yuan)料的(de)(de)(de)熱活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)法制(zhi)備(bei)，作為(wei)(wei)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)降解(jie)(jie)的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭對過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)分解(jie)(jie)有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，但持續(xu)時間短。催化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)消失的(de)(de)(de)*有(you)可(ke)能(neng)(neng)原(yuan)因是(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)基團的(de)(de)(de)失活(huo)(huo)。近幾十年來，研究人員成功(gong)地解(jie)(jie)決了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)主要問題。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭通(tong)過物理、物理、化(hua)(hua)(hua)學和化(hua)(hua)(hua)學活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)進行(xing)調整，在光氣和硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)生產中顯示出良好(hao)的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)，氫(qing)化(hua)(hua)(hua)、聚合和鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)去除(chu)SO 2 和NO x 氧(yang)化(hua)(hua)(hua)苯二醇(chun)。由于其孔(kong)隙度、活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位點和高(gao)表面(mian)積，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)這種性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。因此，通(tong)過控(kong)制(zhi)這些參數(shu)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可(ke)以調整為(wei)(wei)有(you)效的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑，用于選擇(ze)有(you)機轉化(hua)(hua)(hua)。

　　活性炭實驗條件和工(gong)藝條件

　　在(zai)目前的(de)工作(zuo)(zuo)中，在(zai)溫(wen)和(he)的(de)反(fan)應條件(jian)下，活(huo)性(xing)炭(tan)被用作(zuo)(zuo)無(wu)金屬催(cui)化劑和(he)無(wu)環(huan)氧(yang)環(huan)己(ji)烷KA油。優化了反(fan)應參數(shu)，并在(zai)生產率方(fang)面發現了催(cui)化效率。活(huo)性(xing)炭(tan)成為環(huan)己(ji)烷無(wu)溶(rong)劑氧(yang)化的(de)有用催(cui)化劑，方(fang)便、活(huo)性(xing)、低成本(ben)、可回收、不滲(shen)透、環(huan)保。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)表面形態是通(tong)(tong)過(guo)(guo)掃描(miao)電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)進行研(yan)究的(de)。活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)元素組成(cheng)通(tong)(tong)過(guo)(guo)能量(liang)色散X射(she)線光(guang)譜記錄(lu)。通(tong)(tong)過(guo)(guo)X射(she)線衍射(she)儀(yi)(yi)進行X射(she)線分(fen)(fen)析。活性(xing)炭(tan)(tan)表面的(de)官(guan)能團通(tong)(tong)過(guo)(guo)傅里葉紅外光(guang)譜儀(yi)(yi)檢查。通(tong)(tong)過(guo)(guo)TGA0/10000熱分(fen)(fen)析儀(yi)(yi)℃溫度(du)范(fan)圍內 以(yi)10℃/ min的(de)速率在(zai)N 2流(liu)下熱量(liang)重量(liang)損失(shi)百分(fen)(fen)比 。活性(xing)炭(tan)(tan)面積(ji)(ji)分(fen)(fen)析儀(yi)(yi)測(ce)量(liang)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)表面積(ji)(ji)。

　　將(jiang)環(huan)己烷(wan)(wan)(12.5mL)和活性炭(0.4g)裝載到自(zi)設(she)雙壁三口(kou)式(shi)間歇(xie)式(shi)反(fan)應器(qi)中(zhong)。在(zai)分子氧(40mL / min)存(cun)在(zai)下，在(zai)75℃攪拌混(hun)合物14小(xiao)時 。堿性在(zai)同一組反(fan)應參數中(zhong)NaOH：0.2 mmole的(de)存(cun)在(zai)下也進行反(fan)應。環(huan)自(zi)烷(wan)(wan)通過氣相色譜分析轉化為KA油，使用交聯(lian)甲基硅氧烷(wan)(wan)毛(mao)細管柱(30μm，內徑0.32mm， 米 m膜厚)，火焰離子化檢測器(qi)(FID)相連。

　　通過SEM分析(xi)活(huo)性(xing)炭的(de)表面形態。SEM圖為(wei)多孔(kong)結構、微孔(kong)/中(zhong)孔(kong)與活(huo)性(xing)炭內(nei)表面連(lian)接的(de)交聯通道的(de)混合 1 。高放(fang)大(da)倍率(lv)顯(xian)示(shi)2-10腔(qiang)的(de)存在μ 米 ，內(nei)部(bu)微孔(kong)和(he)中(zhong)孔(kong)可(ke)以很(hen)容易地訪問。EDX分析(xi)(圖 2 )磷和(he)二(er)氧化硅顯(xian)示(shi)痕跡， 這些(xie)是花生(sheng)殼的(de)主要(yao)內(nei)容。

　　討論活性炭(tan)實驗結果

　　含氧(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團負責將環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己(ji)(ji)醇和(he)環(huan)己(ji)(ji)酮(tong)。據(ju)廣泛報道，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面和(he)分(fen)子氧(yang)(yang)通過(guo)(guo)含氧(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團，如堿、酮(tong)和(he)醌(kun)。此(ci)(ci)外(wai)，通過(guo)(guo)含氧(yang)(yang)表面官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應，這些官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團通過(guo)(guo)分(fen)子氧(yang)(yang)再生(sheng)。酚基是(shi)環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)*穩(wen)定(ding)、*主要的(de)(de)來(lai)源，除其(qi)它含氧(yang)(yang)基團外(wai)。對苯(ben)二(er)酚系(xi)統(tong)的(de)(de)芬頓樣機(ji)制是(shi)環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)傳播*有可能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)方式。喹諾酮(tong)通過(guo)(guo)連續氧(yang)(yang)氣(qi)在(zai)反(fan)應混合(he)物(wu)中(zhong)再生(sheng)。化(hua)學/熱(re)處(chu)理可用于表面官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團(品(pin)種/密度)。例如，在(zai)*近的(de)(de)研究中(zhong)TGA活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面產生(sheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團通過(guo)(guo)熱(re)處(chu)理進行調整(zheng)。高(gao)溫580活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)℃下(xia)處(chu)理;。因此(ci)(ci)，**現有的(de)(de)含氧(yang)(yang)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團將是(shi)醌(kun)。確認(ren)高(gao)溫(700°C)下(xia)醌(kun)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。同樣，喹諾酮(tong)官(guan)能(neng)(neng)(neng)(neng)團的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)高(gao)達800°C。因此(ci)(ci)，綜上(shang)所(suo)(suo)述(shu)，環(huan)己(ji)(ji)烷(wan)氧(yang)(yang)化(hua)成環(huan)己(ji)(ji)醇和(he)環(huan)己(ji)(ji)酮(tong)遵循方案所(suo)(suo)示的(de)(de)機(ji)制 。

　　活性炭(tan)通過化(hua)學方法合成(cheng)，環(huan)(huan)己烷中(zhong)無溶(rong)劑(ji)氧(yang)(yang)化(hua)低分子(zi)氧(yang)(yang)。活性炭(tan)通過熱處理進(jin)行調節(jie)，以(yi)發展表(biao)面上的酚(fen)官能團(tuan)。*佳反(fan)應參數如下：反(fan)應物(wu)115.56mmol、活性炭(tan)0.4g、 溫度75℃、時間14小時。將催(cui)化(hua)劑(ji)的催(cui)化(hua)活性與當前研究(jiu)重要性生產率報告的文(wen)獻(xian)進(jin)行比較。催(cui)化(hua)劑(ji)重復(fu)使用幾次，說(shuo)明催(cui)化(hua)劑(ji)的耐(nai)久性。結果表(biao)明，醌基(ji)官能團(tuan)是(shi)分子(zi)氧(yang)(yang)化(hua)環(huan)(huan)己烷再生的*佳反(fan)應核心。發現(xian)活性炭(tan)是(shi)真(zhen)正具有(you)延長壽命(ming)的異相催(cui)化(hua)劑(ji)。