今天小編介紹一下環(huán)己烷的無(wú)溶劑氧化活性炭，活性炭的原材料由磷酸浸泡在380℃的環(huán)境中加入惰性氣體下碳化制成，隨后用過(guò)氧化氫活化。活性炭通過(guò)SEM，EDX，F(xiàn)TIR，TGA和BET表面積和孔徑分析儀表征。在自制雙壁三頸批料中研究了在中等溫度的分子氧存在下，活性炭作為環(huán)己烷無(wú)環(huán)氧化成環(huán)己醇和環(huán)己酮(該混合物稱為KA油)的催化劑的潛力反應(yīng)堆。對(duì)不同反應(yīng)參數(shù)/添加劑的影響進(jìn)行了優(yōu)化。

　　活性炭在19世紀(jì)初被首次報(bào)道為有效催化劑[。十九世紀(jì)初期，活性炭通常由不同農(nóng)業(yè)原料的熱活化法制備，作為過(guò)氧化氫降解的催化劑進(jìn)行了研究。活性炭對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化活性非常好，但持續(xù)時(shí)間短。用于分解過(guò)氧化氫的催化活性消失的最可能的原因可能是活性炭表面上的氧化基團(tuán)的失活。近幾十年來(lái)研究人員成功地解決了活性炭耐久性的主要問(wèn)題。通過(guò)物理，物理，化學(xué)和化學(xué)活化，活性炭被調(diào)整以顯示出良好的催化活性在光氣，硫化氫的生產(chǎn)中，氫化，聚合，鹵化，除去SO 2 和NO x 和芐醇的氧化。活性炭的這種性能歸因于其孔隙度，活性位點(diǎn)和高表面積。因此，通過(guò)控制這些參數(shù)，活性炭就可以被調(diào)整為用于選擇的有機(jī)轉(zhuǎn)化的有效催化劑。

　　活性炭實(shí)驗(yàn)條件與過(guò)程

　　在目前的工作中，在溫和的反應(yīng)條件下，在氧氣存在下，將活性炭用作無(wú)金屬催化劑，用于無(wú)環(huán)氧化的環(huán)己烷氧化成KA油。優(yōu)化了反應(yīng)參數(shù)，并在生產(chǎn)率方面發(fā)現(xiàn)了催化效率。制備的便利性，活性足夠，低成本，可回收性，不滲透性和環(huán)保性使得活性炭成為環(huán)己烷無(wú)溶劑氧化的有用催化劑。

　　通過(guò)掃描電子顯微鏡研究了活性炭的表面形態(tài)。通過(guò)使用能量色散X射線光譜法記錄活性炭的元素組成。通過(guò)X射線衍射儀進(jìn)行X射線分析。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜儀檢查活性炭表面上的官能團(tuán)。通過(guò)TGA熱分析儀在0/1000℃的溫度范圍內(nèi) 以10℃/ min的速率在N 2流下進(jìn)行熱量的重量損失百分比 。使用鉻表面積分析儀測(cè)量活性炭的表面積。

　　將環(huán)己烷(12.5mL)和活性炭(0.4g)裝載到自設(shè)雙壁三口式間歇式反應(yīng)器中。在分子氧(40mL / min)存在下，在75℃下攪拌混合物14小時(shí) 。在相同的一組反應(yīng)參數(shù)中，堿性NaOH：0.2 mmole的存在下也進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)氣相色譜分析環(huán)己烷轉(zhuǎn)化為KA油，使用交聯(lián)甲基硅氧烷毛細(xì)管柱(30μm，內(nèi)徑0.32mm， 米 m膜厚度)，與火焰離子化檢測(cè)器(FID)相連。

　　通過(guò)SEM分析活性炭的表面形態(tài)。SEM圖像顯示了多孔結(jié)構(gòu)，微孔/中孔與活性炭?jī)?nèi)表面連接的交聯(lián)通道的混合，如圖 1 。高放大倍率顯示2到10的腔的存在μ 米 ，可以方便地訪問(wèn)內(nèi)部微孔和中孔。此外，EDX分析(圖 2 )顯示痕量的磷和二氧化硅， 那些是花生殼的主要內(nèi)容。

　　活性炭實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　在活性炭表面，含氧官能團(tuán)負(fù)責(zé)將環(huán)己烷氧化成環(huán)己醇和環(huán)己酮。據(jù)廣泛報(bào)道，活性炭表面與分子氧通過(guò)含氧官能團(tuán)如羰基，酮和醌。此外，通過(guò)含氧表面官能團(tuán)活性炭發(fā)生氧化反應(yīng)，而這些官能團(tuán)通過(guò)分子氧再生。在最近的研究中，探討了除其他含氧基團(tuán)之外，醌基是環(huán)己烷氧化最穩(wěn)定和主要來(lái)源。醌/氫醌體系的芬頓樣機(jī)理是環(huán)己烷氧化傳播的最有可能途徑。喹諾酮通過(guò)連續(xù)氧氣鼓泡在反應(yīng)混合物中由氫醌再生。表面官能團(tuán)(品種/密度)可以通過(guò)化學(xué)/熱處理。在最近的研究中，如TGA所示，通過(guò)熱處理調(diào)整活性炭表面上產(chǎn)生的氧官能團(tuán)。活性炭在高溫580℃下處理;。因此，唯一現(xiàn)有的含氧官能團(tuán)將是醌。確認(rèn)高溫(700°C)下醌官能團(tuán)的穩(wěn)定性。同樣，喹諾酮官能團(tuán)的穩(wěn)定性高達(dá)800°C。因此，總結(jié)一下，環(huán)己烷氧化成環(huán)己醇和環(huán)己酮遵循方案所示的機(jī)理 。

　　活性炭通過(guò)化學(xué)方法合成，并用低分子氧在環(huán)己烷中無(wú)溶劑氧化。通過(guò)熱處理來(lái)調(diào)節(jié)活性炭以發(fā)展表面上的醌官能團(tuán)。最佳反應(yīng)參數(shù)設(shè)定如下：反應(yīng)物115.56mmol、活性炭0.4g、 溫度75℃、時(shí)間14小時(shí)。將催化劑的催化活性與目前研究的重要性的生產(chǎn)率的基礎(chǔ)上報(bào)告的文獻(xiàn)進(jìn)行比較。催化劑重復(fù)使用數(shù)次，這表明催化劑的耐久性。研究結(jié)果表明，醌基官能團(tuán)是用分子氧氧化環(huán)己烷再生性能的最佳反應(yīng)核心。活性炭被發(fā)現(xiàn)是具有延長(zhǎng)壽命的真正的異相催化劑。

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