隨著生物質(zhì)發(fā)酵制備生物乙醇技術(shù)的快速發(fā)展,以生物乙醇為平臺化合物生產(chǎn)高附加值化學(xué)品的研究受到廣泛的關(guān)注。其中,利用生物乙醇選擇性催化氧化制備乙醛有著十分廣闊的應(yīng)用前景。氧化錳八面體分子篩(OMS-2)在催化氧化領(lǐng)域所表現(xiàn)的優(yōu)越性能引起了我們的關(guān)注。而據(jù)我們所知,目前鮮有關(guān)于氧化錳八面體分子篩(OMS-2)及其負(fù)載金納米催化劑在乙醇?xì)庀噙x擇性氧化反應(yīng)中的報(bào)道。本論文通過簡單的“一鍋法”將各種非變價(jià)金屬離子摻雜到氧化錳八面體分子篩(OMS-2)的孔道中制備了一系列M-OMS-2催化劑,其后還利用“尿素沉積法”將金納米負(fù)載于M-OMS-2載體表面制備Au-M-OMS-2催化劑,用于乙醇?xì)庀噙x擇性氧化至乙醛,主要研究了催化劑的酸堿性和氧化還原性對活性的影響以及O_2和乙醇在催化劑表面的活化機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),M-OMS-2催化劑的活性與表面堿度成正比。Na-OMS-2在200℃下表現(xiàn)出最高的催化活性,高于先前報(bào)道的Fe-OMS-2和Ag-OMS-2催化劑。Na~+摻雜的催化劑高活性表現(xiàn)與表面氧空位的增強(qiáng),堿性和還原性有關(guān),這也導(dǎo)致更好的催化穩(wěn)定性。動力學(xué)研究表明,乙醇O-H和α-C-H鍵的斷裂是乙醇選擇性氧化成乙醛的關(guān)鍵步驟,而后者是限速步驟。O_2可以在Mn~(2+)/Mn~(3+)物種的氧空位處被活化以形成超氧物種和晶格氧物種,而超氧物種和晶格氧物種是乙醇活化速控步驟的雙活性點(diǎn)�！澳蛩爻练e法”可以很好地將金納米負(fù)載于M-OMS-2納米棒上。由于金屬-載體的相互作用,負(fù)載金納米明顯地提高了M-OMS-2催化劑的還原性,Au-M-OMS-2催化劑的乙醇轉(zhuǎn)化率均明顯高于對應(yīng)的載體M-OMS-2。并且,所有負(fù)載金納米催化劑的活性比較接近。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O643.36;TQ224.124
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.2 氧化錳八面體分子篩（OMS）材料簡介氧化錳八面體分子篩（OMS）由結(jié)構(gòu)單元 MnO6組成，Mn 原子和周圍六個(gè) O原子形成的八面體單元通過棱邊和頂點(diǎn)構(gòu)成了 OMS 結(jié)構(gòu)，除了錳系，鎢系、釩系和鐵系也能形成類似結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。通過改變組成分子篩孔壁的八面體單元的數(shù)量，可以調(diào)節(jié)分子篩的孔徑。目前，幾種常見的氧化錳 OMS-1 八面體分子篩主要有 OMS-1、OMS-2、OMS-5、OMS-6 和 OMS-7，如圖 1-1 所示。

％Au/OMS-2 催化劑的催化下，含有 500ppm HCHO 的污染時(shí)空速（WHSV）60000 mL/（gh）的條件完全去除。同時(shí)以高 WHSV 保留了良好的去除低濃度 HCHO（約 1ppm）活高耐受性和長期穩(wěn)定性。-2 催化劑在乙醇氧化反應(yīng)中的應(yīng)用提到了 OMS-2 材料作為催化劑在化學(xué)催化中具有非常廣闊于 OMS-2 催化劑在乙醇氧化反應(yīng)中的應(yīng)用總結(jié)。，OMS-2 在催化乙醇氧化反應(yīng)遵循 Mars-van Krevelen 機(jī)理吸附在催化劑表面，隨后被催化劑表面的晶格氧氧化，然后2補(bǔ)充，其機(jī)理示意圖如圖 1-2 所示。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文a Li[29]等通過簡單的回流法合成了 OMS-2 催化劑用于氣相乙醇的醇選擇性氧化到乙醛的最低溫度為 60 ℃，并且在 160 ℃下完全是乙醇氧化過程中的主要中間體，還檢測到少量乙酸和甲醛。結(jié)果乙醇氧化過程遵循 Mars-van Krevelen 機(jī)理。通過破壞 O-H 鍵發(fā)成乙醇鹽物種，然后 OMS-2 在無氧條件下，利用晶格氧將吸附的產(chǎn)物乙醛和甲醛，最后直接氧化成 CO2。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 曹志紅;劉文明;項(xiàng)學(xué)明;;La-OMS-2催化劑催化甲苯氧化制苯甲醛[J];石油化工;2006年11期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曹志紅;八面體分子篩（OMS-2）的合成及選擇性氧化甲苯制苯甲醛研究[D];南昌大學(xué);2007年

本文編號：2835469