負(fù)載型貴金屬催化劑的制備及其在甲苯側(cè)鏈氧化中的應(yīng)用.pdf

1、甲苯側(cè)鏈的氧化反應(yīng)是目前工業(yè)上制取苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸等甲苯衍生物最常用的方法，雖然傳統(tǒng)的氧化工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是依然存在著環(huán)境污染嚴(yán)重、反應(yīng)設(shè)備易被腐蝕和原料利用率低等缺點(diǎn)。作為一種催化劑材料，Pd、Au等貴金屬已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于催化氧化反應(yīng)中，并且取得了一定的實(shí)踐成果。因此，負(fù)載貴金屬的催化劑材料催化的甲苯側(cè)鏈氧化反應(yīng)中是一項(xiàng)值得深入探討和研究的新型甲苯氧化工藝路線。
　　 本論文制備了三種不同晶型的MnO2載體材料，使

2、用XRD、TEM、SEM、N2吸附-脫附和FT-IR等檢測手段確定了它們的晶型結(jié)構(gòu)和外觀形貌，通過比較，選擇了γ-MnO2作為催化劑載體材料;然后通過原位還原法分別將單一的金屬Au和混合的Au-Pd雙金屬負(fù)載于載體上，制備了Au/γ-MnO2和Au-Pd/MnO2兩種催化劑，通過TEM和XPS等檢測證實(shí)絕大部分金屬粒子可以吸附于載體上，同時(shí)，所負(fù)載的金屬顆?？梢赃_(dá)到10nm左右大小，且分散度較好，顆粒尺寸較為均一;最后，將這兩種催化劑應(yīng)

3、用于無溶劑的液相甲苯側(cè)鏈氧化反應(yīng)中，使用綠色清潔的氧氣(O2)作為氧化劑進(jìn)行反應(yīng)。
　　 文中采用單因素實(shí)驗(yàn)的方法，考察了Au負(fù)載量、反應(yīng)初始壓力、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和催化劑用量這五個(gè)方面對于Au/γ-MnO2催化氧化反應(yīng)的影響，得到結(jié)論:通過增加壓力和提高反應(yīng)溫度的方法，都可以顯著提高甲苯的轉(zhuǎn)化率，在壓力為3.0MPa或反應(yīng)溫度為220℃時(shí)，甲苯的轉(zhuǎn)化率都可以達(dá)到35％左右;單金屬負(fù)載的Au對于苯甲醛有著較高的選擇性，增加其負(fù)

4、載量可以在提高甲苯轉(zhuǎn)化率的基礎(chǔ)上使苯甲醛的選擇性保持在60％左右;延長反應(yīng)時(shí)問可以得到更多的苯甲酸芐酯;增加催化劑的用量也可以在一定范圍內(nèi)提高甲苯的轉(zhuǎn)化率。對于Au-Pd/γ-MnO2催化的甲苯側(cè)鏈氧化反應(yīng)，考察了Au-Pd負(fù)載比例、金屬總負(fù)載量和催化劑用量這三個(gè)方面對于反應(yīng)結(jié)果的影響，通過單因素實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論:在金屬總負(fù)載量一定的條件下，增加Pd的負(fù)載比例可以將甲苯轉(zhuǎn)化率提高到10％以上，這一結(jié)果明顯優(yōu)于Au/γ-MnO2催化劑，同時(shí)，