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【6h】

四面体钛基光催化氧化环己烷与环己烯的研究

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目录

摘要

第一章

1.1 前言

1.2 光催化技术的研究进程

1.3 光催化反应机理

1.4 制备KA油的现状

1.4.1 苯酚加氢法

1.4.2 苯加氢法

1.4.3 环己烷氧化法

1.4.4 仿生催化氧化法

1.5 KA油的主要性质与用途

1.6 TS-1的结构与制备

1.7 本课题研究目的及意义

第二章 VOSO4-HTS光催化环己烷生产KA油的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器、试剂以及实验装置图

2.2.2 催化剂的制备

2.2.3 光催化氧化反应

2.2.4 催化剂的表征

2.2.5 反应产物分析

2.3 结果与讨论

2.3.1 催化剂的筛选

2.3.2 VOSO4的掺杂量对反应的影响

2.3.3 催化剂的量对反应的影响

2.3.4 助剂盐酸的量对反应的影响

2.3.5 时间对反应结果的影响

2.3.6 氧压的大小对反应结果的影响

2.3.7 催化剂的机理研究

2.4 催化剂的表征结果与分析

2.4.1 红外光谱图

2.4.2 紫外可见光谱图

2.4.3 氮气吸脱附曲线

2.4.4 TEM图谱

2.4.5 催化剂的光电子能谱(XPS)

2.4.6 催化剂的XRD图

2.5 实验小结

第三章 Ag-HTS光催化环己烯生成环己烯醇与环己烯酮的研究

3.1 前言

3.2 不同的氧源

3.2.1 有机过氧酸氧化法

3.2.2 叔丁基过氧化氢氧化法

3.2.3 过氧化氢氧化法

3.2.4 分子氧氧化法

3.3 不同的催化剂

3.3.1 钒系催化剂

3.3.2 铁系催化剂

3.3.3 镍系催化剂

3.4 本课题研究的目的及意义

3.5 实验部分

3.5.1 仪器、试剂及实验装置图

3.5.2 催化剂的制备

3.5.3 光催化氧化反应

3.5.4 催化剂的表征

3.5.5 产物的分析与计算方法

3.6 结果与讨论

3.6.1 催化剂的筛选

3.6.2 不同载体的筛选

3.6.3 银的掺杂量对反应的影响

3.6.4 催化剂的量对反应的影响

3.6.5 催化剂不同还原温度对反应的影响

3.6.6 时间对反应结果的影响

3.4 催化剂的表征结果与分析

3.4.1 催化剂的XRD图

3.4.2 电化学分析

3.4.3 TEM图谱

3.5 实验小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

研究生期间发表的论文和专利

致谢

声明

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摘要

通过浸渍法制备不同含量的硫酸氧钒改性的TS-1光催化剂以分子氧来催化氧化环己烷来合成KA油(环己醇和环己酮)。K油是工业上生产己二酸的主要原料。TS-1是由硅氧分子筛引入四面体钛形成钛氧键和四面体的硅氧键的一类催化剂。TS-1具有结构稳定、催化性能高的性质,也是一种很好的催化剂载体。TS-1的禁带宽度为3.2ev,要吸收波长小于387nm左右的紫外光才能具有光催化活性。本文通过掺杂硫酸氧钒来改变其禁带宽度,使其在可见光下具有催化活性。掺杂1%、3%、5%、7%、9%来进行研究,通过研究表明5%的催化效果最好。以分子氧为氧化剂,压力为1 atm,35W的可见光为光源,反应6h,环己烷的转化率为14.5%,KA油的总选择性为94%。
  环己烯的氧化也引起了广大化学工作者的研究兴趣,环己烯光多相催化氧化合成过氧化环己烷、2-环己烯醇、2-环己烯酮,这几种产物均是重要的工业原料,应用广泛。采用高压反应釜不仅不能控制产物的种类,而且耗能大。本文采用光反应途径很好的解决以上问题,并且本实验不用溶剂且在常温常压下通过可见光来诱导反应。本实验采用硝酸银负载在TS-1分子筛上作为催化剂,以分子氧为氧化剂,压力为1 atm,35W的可见光为光源,反应10小时,环己烯的转化率为8.6%,环己烯醇和环己烯酮的总选择性为95.5%。
  本实验采用了一系列的表征手段来表征催化剂,采用固体紫外光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氮气吸脱附、X射线荧光衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等。

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