尖晶石负载纳米金催化醇类液相需氧氧化反应研究
能源和环境问题日益成为制约社会可持续发展的瓶颈，因此，绿色化学已经成为现代化学发展的基本要求。液相醇类选择氧化制醛酮反应是重要的一类有机化学反应，也是污染最严重的反应之一，迫切需要采用清洁的催化氧化技术来代替使用有毒、昂贵的金属氧化物的传统化学计量氧化过程。发展以清洁、价廉易得的分子氧为氧化剂的多相催化氧化是实现醇类绿色氧化的重要途径。 负载型纳米金催化剂在醇类的需氧氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性，研究发现纳米金和载体之间的相互作用是影响其活性的重要因素。因此，利用载体的协同催化效应来提高纳米金催化剂的活性是研究的重点方向。本论文在对金催化醇类氧化研究进展进行深入分析的基础上，提出了以用于乙醇气相氧化的Au/MgCuCr2O4协同催化剂作为研究的切入点，考察含不同过渡金属的尖晶石负载纳米金催化醇类液相氧化的反应性能，具体研究结果如下： 1.通过共沉淀-焙烧法合成了MCr2O4和MFe2O4(M=Mg，Co，Ni，Cu，Zn)两个不同系列的尖晶石载体，并利用尿素均匀沉积沉淀法制备了负载纳米金催化剂，对催化剂进行了XRD、UV-Vis、N2物理吸附、原子吸收光谱、SEM、TEM和XPS等系统的表征，发现载体对纳米金颗粒的分散度影响不大，金颗粒尺寸均在2-4 nm。 2.将Au/MCr2O4催化剂用于苯甲醇液相氧化反应，在不添加碱助剂的条件下，Au/MgCuCr2O4催化剂表现出更高的催化活性；在碱助剂存在条件下，Au/MgCoCr2O4催化剂具有最高的催化活性。这表明存在Au-Cu和Au-Co两种不同的协同催化作用，Cu有助于活化O2，而Co有利于醇的α-C-H键的断裂。 3.在无碱助剂时，Au/MFe2O4催化剂表现出与Au/MCr2O4催化剂类似的规律性，但添加碱助剂后Au/MFe2O4的催化活性明显高于Au/MCr2O4催化剂，其中Au/CoFe2O4具有最高的催化活性。这表明除Au-Co协同作用以外，Au-Fe之间也存在一定的协同作用。在此基础上对Au/CoFe2O4催化剂进行了反应条件的优化。
纳米金;协同效应;多相催化;绿色化学;醇类氧化
华中科技大学
硕士
物理化学
李涛;刘鹏
2015
中文
TB383;O643.36
84
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）