Au-TS-1的合成及其對催化氧化環(huán)己烷反應(yīng)的研究.pdf

1、環(huán)己酮和環(huán)己醇是重要的有機中間體和化工原料，目前合成纖維尼龍-6及尼龍-66的單體己內(nèi)酰胺和己二酸主要是以環(huán)己酮為原料生產(chǎn)的。環(huán)己酮生產(chǎn)工藝主要有苯酚法、環(huán)己烯法和環(huán)己烷液相氧化法3種。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)環(huán)己酮的主要方法是環(huán)己烷氧化法，其中環(huán)己烷的催化氧化法占主導(dǎo)地位。然而，在大多數(shù)催化體系下氧化反應(yīng)本身難以控制，環(huán)己烷氧化得到目的產(chǎn)物環(huán)己酮和環(huán)己醇容易深度氧化而生成副產(chǎn)物。國內(nèi)外環(huán)己烷氧化制備環(huán)己醇、環(huán)己酮的生產(chǎn)工藝中，環(huán)己醇（酮）的選

2、擇性一般維持在70～85％之間，環(huán)己烷的單程轉(zhuǎn)化率僅為4％左右；由于環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率相對較低，為了能提高環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率和環(huán)己醇（酮）的選擇性，同時隨著環(huán)己烷氧化產(chǎn)物需求量的增加，自從19世紀(jì)60年代以來，人們一直在探求更好的環(huán)己烷催化氧化途徑，高效率、清潔催化劑的研究和開發(fā)也一直受到重視。
　　 金由于其化學(xué)惰性和難于高分散，一般不用作催化劑，而當(dāng)Au以小顆粒的形式負(fù)載在不同的載體上時就成為一種活潑的催化劑。如Au/TS-1在H2和

3、O2氣氛中，可以將丙烯氣相直接氧化為環(huán)氧丙烷，表現(xiàn)出較好的催化性能。而此類催化劑在環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的應(yīng)用中文獻(xiàn)報道較少。本文在以無機鈦硅原料合成TS-1的基礎(chǔ)上，對催化劑的活性組分以及載體進(jìn)行了篩選和優(yōu)化。通過對催化劑活性組分和載體的評價，比較了Au，Co，Ag三種活性組分和TiO2、Al2O3、TS-1，MCM-41 四種載體對催化性能的影響，發(fā)現(xiàn)Au/TS-1催化劑對環(huán)己烷液相氧化具有很好的催化性能；選定了由Au和TS-1分別作為

4、催化劑的活性組分和載體。同時用不同的實驗方法制備得到了Au/TS-1催化劑，確定了以水熱合成法作為制備催化劑的方法。考察了Au/TS-1催化劑合成過程中各因素對催化劑物化性質(zhì)以及催化性能的影響，樣品Au/TS-1催化劑經(jīng)XRD、IR、TEM分析表明，Au/TS-1催化劑具有類似TS-1的結(jié)構(gòu)特征，金顆粒大小在6 nm左右。
　　 在制備得到Au/TS-1的基礎(chǔ)上，針對環(huán)己烷氧化反應(yīng)進(jìn)行了實驗研究，考察了其催化特性。在反應(yīng)體系中，