In摻雜MCM-41介孔分子篩的制備、表征及其催化環(huán)己酮Baeyer-Villiger氧化.pdf

1、ε-己內(nèi)酯是一種主要由環(huán)己酮Baeyer-Villiger氧化而生成的重要有機(jī)中間體和聚合單體,且用途廣泛。目前,ε-己內(nèi)酯的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)存在高爆炸性和副產(chǎn)羧酸等缺點(diǎn)。采用H2O2為氧化劑,安全、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、環(huán)境友好,符合綠色化工的發(fā)展理念。但因?yàn)镠2O2的水溶液氧化活性低,開發(fā)高效的催化劑成為廣大化學(xué)研究者研究Baeyer-Villiger氧化制備ε-己內(nèi)酯的重點(diǎn)。
　　本論文先以InCl3為催化劑,30％H2O2為氧源

2、,研究了均相催化環(huán)己酮Baeyer-villiger氧化反應(yīng)制備ε-己內(nèi)酯的工藝條件,討論了溶劑種類、H2O2加入方式、反應(yīng)時(shí)間、酮氧比、催化劑用量、反應(yīng)溫度等工藝條件對反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,其較優(yōu)的工藝條件為:0.1mol環(huán)己酮,以30g1,2-二氯乙烷為溶劑,催化劑InCl3用量為2g,酮氧比為1:1,80℃反應(yīng)3h。環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率為47.68%,ε-己內(nèi)酯的收率為24.43%,選擇性為51.24%。
　　采用直接水熱合成法(

3、DHT法),以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑,在低模板劑濃度和以氨水為堿源的弱堿性介質(zhì)中合成了Si-MCM-41介孔分子篩,通過XRD、N2物理吸附-脫附、FT-IR、TEM、激光粒度分布等手段對樣品進(jìn)行表征,考察了焙燒和晶化條件對合成Si-MCM-41的影響,確定了較佳的晶化條件。
　　在Si-MCM-41的研究基礎(chǔ)上,合成了摻雜In的MCM-41介孔分子篩,研究了合成方法、In前驅(qū)體、模板劑和焙燒氣氛對In摻雜MCM

4、-41的影響,采用XRD、N2物理吸附-脫附、FT-IR、ICP-AES、激光粒度分布等手段對樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明:采用DHT法,以十六烷基三甲基氫氧化銨(CTAOH)為模板劑InCl3為In前驅(qū)體,在空氣氣氛中焙燒的樣品具有 MCM-41介孔分子篩的四個(gè)明顯的特征峰,分子篩孔徑分布集中,In的負(fù)載效率高,物種進(jìn)入分子篩骨架。
　　本文最后還探索了以H2O2為氧化劑,In摻雜MCM-41介孔分子篩催化環(huán)己酮Baeyer-Vill

5、iger氧化反應(yīng)的性能,討論了溶劑種類、H2O2加入方式、反應(yīng)時(shí)間、酮氧比、催化劑用量、反應(yīng)溫度等工藝條件對反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)In摻雜MCM-41的催化活性不高,反應(yīng)較優(yōu)的工藝條件為:0.1mol環(huán)己酮,環(huán)己酮/50%H2O2(mol)=1,In-26[20]/環(huán)己酮(wt.)=10%,30g1,2-二氯乙烷,80℃下反應(yīng)20h,環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率為41.08%,ε-己內(nèi)酯的收率為10.45%,ε-己內(nèi)酯的選擇性為25.45%。催化劑重復(fù)