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氧化法合成环己酮（醇）的研究

作　者: 关明
导　师: 宋华
学　校: 东北石油大学
专　业: 油气田化学工程
关键词: 环己烷氧化 Cu/HZSM-5催化剂 Co-Mo/V2O5催化剂 CuPMo/V2O5催化剂 过氧化氢
分类号: TQ234.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文制备了三种不同催化剂,并将其用于以30 %过氧化氢为氧化剂的环己烷选择性氧化合成环己酮和环己醇的反应,考察了催化剂制备条件和氧化反应条件对环己烷选择性氧化反应性能的影响。用离子交换法Cu/HZSM-5分子筛催化剂,并对催化剂进行了XRD、FT-IR、BET、ICP、TG/DTA等表征。表征结果表明,CuO的晶化发生在300和400℃之间;分散在HZSM-5分子筛中的Cu物种与分子筛存在多种配位键合作用。Cu/HZSM-5催化剂的最佳制备条件为:Cu担载量10 %,离子交换温度80℃,离子交换时间8 h,焙烧温度600℃。在环己烷0.5 mL,乙腈10 mL,Cu/HZSM-5催化剂0.03 g,H2O24 mL,反应温度65℃下反应6 h,环己烷转化率为43.1 %,环己酮和环己醇的总选择性为95.7 %。用浸渍法制备了Co-Mo/V2O5复合催化剂,并对催化剂进行了XRD、FT-IR、BET等表征。表征结果表明,掺杂组分Co和Mo与纯V2O5作用生成了具有催化活性但晶相不完整的复合金属氧化物CoMoO4（2θ=28.51°）和CoMoO3（2θ=18.06°）的特征峰。Co-Mo/V2O5催化剂的最佳制备条件为:Mo的掺入量为20 %,Co的掺入量为5 %,浸渍时间为1 h,焙烧温度为600℃。在环己烷0.5 mL,乙腈10 mL,Co-Mo/V2O5催化剂0.03 g,H2O23 mL,反应温度为55℃下反应3 h,环己烷的转化率为39.1 %,环己酮和环己醇的总选择性为100 %。用浸渍法制备了CuPMo/V2O5复合催化剂,并对催化剂进行了XRD、FT-IR、BET等表征。表征结果表明,组合改性并没有破坏V2O5的结构,PMo和CuO都高度分散于V2O5上。CuPMo/V2O5催化剂的最佳制备条件为:浸渍时间12 h,焙烧温度320℃。在环己烷0.5 mL,乙腈10 mL,CuPMo/V2O5催化剂0.03 g,H2O2 3 mL,反应温度65℃下反应3 h,环己烷转化率为53.6 %,环己酮和环己醇的总选择性为100 %。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-11
第1章 文献综述  11-22
  1.1 环己烷氧化制环己酮(醇)简介  11-13
    1.1.1 环己酮(醇)的用途、市场状况  11
    1.1.2 环己烷酮(醇)的生产工艺概况  11-13
  1.2 环己烷氧化制环己酮(醇)的催化剂研究进展  13-19
    1.2.1 仿生催化剂  13-15
    1.2.2 纳米催化剂  15-16
    1.2.3 光催化剂  16
    1.2.4 金属配合物  16-17
    1.2.5 分子筛催化剂  17-19
  1.3 环己烷氧化制环己酮(醇)的氧化剂  19-22
    1.3.1 纯氧/富氧氧化  19-20
    1.3.2 过氧化氢  20
    1.3.3 固载氧化剂  20-22
第2章 实验部分  22-26
  2.1 实验原料及仪器  22-23
    2.1.1 实验试剂  22
    2.1.2 实验仪器  22-23
  2.2 产物分析方法  23-24
    2.2.1 分析原理  23-24
    2.2.2 色谱条件  24
  2.3 催化剂的表征  24-25
    2.3.1 X 粉末衍射(XRD)  24
    2.3.2 红外光谱  24
    2.3.3 原子吸收  24
    2.3.4 BET  24
    2.3.5 TG/DTA  24-25
  2.4 环己烷氧化反应  25-26
第3章 CU/HZSM-5 分子筛催化剂  26-37
  3.1 催化剂的制备  26
  3.2 催化剂的表征  26
    3.2.1 XRD  26
    3.2.2 红外光谱  26
    3.2.3 原子吸收  26
    3.2.4 BET  26
    3.2.5 TG/DTA  26
  3.3 结果与讨论  26-36
    3.3.1 Cu/HZSM-5 分子筛催化剂的表征分析  26-29
    3.3.2 催化剂制备过程研究及制备条件优化  29-32
    3.3.3 工艺条件的优化  32-35
    3.3.4 反应机理  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 CO、MO 双组分改性的CO-MO/V_2O_5复合催化剂  37-46
  4.1 催化剂的制备  37
  4.2 催化剂的表征  37
  4.3 结果与讨论  37-44
    4.3.1 Co-Mo/V_2O_5 复合催化剂的表征分析  37-39
    4.3.2 催化剂制备过程研究及制备条件优化  39-41
    4.3.3 工艺条件的优化  41-44
  4.4 本章小结  44-46
第5章 CU、PMO 组合改性的 CUPMO/V_2O_5复合催化剂  46-53
  5.1 催化剂的制备  46
  5.2 催化剂的表征  46
    5.2.1 XRD  46
    5.2.2 红外光谱  46
    5.2.3 BET  46
  5.3 结果与讨论  46-52
    5.3.1 CuPMo/V_2O_5 复合催化剂的表征分析  46-47
    5.3.2 催化剂制备过程研究及制备条件优化  47-49
    5.3.3 工艺条件的优化  49-52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-59
发表文章目录  59-61
致谢  61-62
详细摘要  62-69

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 碳环化合物、脂环族化合物的生产 > 脂环族醛、酮及其衍生物 > 脂环族酮
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