【摘要】：環(huán)氧丙烷(PO)是重要的有機化工產品,主要生產聚醚多元醇、丙二醇和丙二醇醚,廣泛應用于聚氨酯泡沫、聚酯和溶劑等行業(yè)。目前工業(yè)生產主要是氯醇法、哈康法及過氧化氫氧化法等,氯醇法生產過程中廢水、廢渣量大,哈康法投資大、聯(lián)產物多,過氧化氫氧化法循環(huán)溶劑量大、能耗高,尋求新的環(huán)氧丙烷生產工藝一直是研究工作者的目標。本課題將開展以分子氧為氧化劑的光催化直接氧化法制備環(huán)氧丙烷的研究,以滿足經濟效益與環(huán)境保護的需求。本文采用水熱法制備了TiO_2載體,通過光沉積法得到不同Au負載量的Au/TiO_2光催化劑,負載的金屬均勻分散于TiO_2載體上,粒徑分布較窄(2-5nm)。考察了 Au負載量、反應時間等因素對環(huán)氧丙烷生成速率的影響。結果表明:隨著Au負載量的增加,環(huán)氧丙烷生成速率也相應增加。當Au負載量增加為1wt%時,PO生成速率由38.15μmol·g~(-1)h~(-1)提高為40.70μmol·g~(-1)h~(-1);選擇性由27.08%降為20.60%。負載金屬之后光催化活性提高,可能原因如下:首先,紫外光激發(fā)下Au自身在等離子共振條件下產生電子與O_2反應來形成自由基;其次,Au起到傳遞光生電子來抑制電子空穴復合的作用,進而提高了電子利用率。隨著Au負載量的增加,PO的選擇性降低,可能原因是金屬負載促進了副反應的發(fā)生。此外,以四丙基氫氧化銨為模板劑制備了微球狀TS-1(鈦硅分子篩)載體,采用浸漬還原法在其表面進行了Au、Ag雙金屬的負載,考察了 Au/Ag質量比、反應溫度等因素對丙烯環(huán)氧化速率的影響。實驗表明:在T=323K,Au/Ag質量比為4/1時,光催化活性最高,其值為 68.3μmol·g~(-1)h~(-1),高于 TS-1(52.5μmol·g~(-1)h~(-1))和 Au/TS-1(64.9μmol·g~(-1)h~(-1))。隨著 Ag 負載量的增加,雙金屬粒徑增大,不利于氧的吸附以及電子傳遞,故催化活性降低。雙金屬負載有利于丙烯環(huán)氧化,機理如下:雙金屬的引入減小了 TS-1的禁帶寬度,增強紫外光的利用率,同時有利于O_2的吸附與活化。其次Ag的引入促進了光生電子的傳遞,從而抑制電子與空穴的復合,提高光電子利用率,促進了催化活性。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TQ223.26

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