基于钙钛矿型氧化物构筑铜基催化剂及其催化环己基苯液相氧化
苯酚和环己酮作为重要的化工原料，在化工、医药、涂料、染料和橡胶等领域都有非常重要的应用。环己基苯法是一种非常有前景的苯酚生产路线，同时生产苯酚和环己酮，能有效解决目前苯酚生产联产丙酮的问题。其中，环己基苯有氧氧化反应是关键步骤，氧气作为氧化剂较为稳定，需要转化为高反应活性的氧物种才能较易与其他物质发生反应，因此催化剂对氧气的吸附和活化至关重要。本文基于钙钛矿氧化物构筑了富含氧空位的高效铜基催化剂，探讨了 A位缺陷和Mn掺杂对催化剂表面的活性金属元素状态以及氧空位浓度的影响，通过对氧空位的调控提高了催化剂吸附和活化氧气的能力，从而实现了环己基苯高效有氧氧化。本论文具体研究工作如下: (1)通过溶胶-凝胶法制备了一系列A位缺陷的RP型铜基钙钛矿催化剂La2-xCuO4,其中适量的La位缺陷有助于提高催化剂中Cu+物种的含量，在催化剂表面引入大量的氧空位，增强了催化剂对氧气的吸附和活化能力，同时也有利于对环己基苯的吸附。在氧空位和活性金属的协同作用下，该催化剂实现了环己基苯转化为1-过氧化氢环己基苯的高效氧化。本工作对于环保型苯酚生产技术的开发和工业应用具有重要意义。 (2)利用微液膜辅助的水热法制备出一系列掺杂不同量的Mn的SrTiO3载体，再将CuO通过浸渍法负载，成功合成了一系列钙钛矿负载型铜基催化剂。由于Mn的引入，催化剂中产生了大量的氧空位，从而提高了催化剂表面氧物种的迁移率，同时活性金属Cu和Mn能够提高催化剂对环己基苯的吸附能力，极大地增强了环己基苯氧化为1-过氧化氢环己基苯的反应活性。本工作为开发高效的负载型有机氧化催化剂提供了新思路和方法。
铜基催化剂;钙钛矿氧化物;氧空位;环己基苯;液相氧化;催化性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
李峰
2023
中文
TQ426.7
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）