2-甲萘醌是重要的化工產(chǎn)品,在醫(yī)藥、飼料添加劑領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上以硫酸/鉻酐催化氧化2-甲基萘生產(chǎn)2-甲萘醌,該方法對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重。本研究著眼于碳材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用情況,擬探索一種碳材料催化氧化2-甲基萘制備2-甲萘醌的方法。本文采用硬模板法制備碳材料,以苯并噁嗪作為前驅(qū)體,利用苯并噁嗪的分子設(shè)計性成功制備出不同雜原子摻雜的碳材料;以乙酸/過氧化氫為反應(yīng)體系,探究碳材料在該體系中對2-甲基萘氧化制備2-甲萘醌反應(yīng)的催化性能;并且對碳材料進行改性,探究催化材料自身性質(zhì)變化對催化能力的影響,主要研究內(nèi)容如下:以苯胺型苯并噁嗪為前驅(qū)體,SBA-15作為模板劑制備氮摻雜介孔碳材料(NCM)。對碳材料進行SEM、TEM、XRD、N₂吸/脫附和XPS等測試。SEM與TEM測試結(jié)果表明碳材料成功復(fù)制出模板劑的蠕蟲狀有序介孔結(jié)構(gòu),N₂吸/脫附測得碳材料的比表面積為670.04 m²/g,平均孔徑為6.1 nm,孔容為1.02 cm³/g,XPS結(jié)果證明氮元素成功摻雜進入碳材料中,碳材料中存在吡啶氮和石...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 2-甲萘醌簡介
    1.2 2-甲萘醌的合成工藝現(xiàn)狀
        1.2.1 液相催化氧化法
        1.2.2 氣-固催化氧化法
    1.3 碳材料簡介
        1.3.1 碳材料的發(fā)展
        1.3.2 雜原子摻雜碳材料
        1.3.3 碳材料的制備方法
    1.4 碳材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 作為催化劑載體的應(yīng)用
        1.4.2 作為催化劑的應(yīng)用
    1.5 研究的背景及意義
    1.6 實驗內(nèi)容
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑的表征方法
        2.2.1 傅里葉紅外光譜(FTIR)
        2.2.2 N₂吸/脫附測試
        2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.5 X射線衍射(XRD)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 2-甲基萘的氧化反應(yīng)與分析
        2.3.1 2-甲基萘的催化氧化
        2.3.2 H₂O₂含量的測定
        2.3.3 氧化產(chǎn)物的分析
3 氮摻雜介孔碳材料催化氧化2-甲基萘性能的研究
    3.1 引言
    3.2 苯胺型苯并噁嗪的合成
    3.3 氮摻雜碳材料的制備
    3.4 材料的表征
        3.4.1 苯胺-BOZ的 FTIR分析
        3.4.2 N₂吸/脫附測試
        3.4.3 SEM、TEM表征
        3.4.4 XRD分析
        3.4.5 XPS分析
    3.5 氮摻雜碳材料催化氧化2-甲基萘反應(yīng)條件優(yōu)化
        3.5.1 正交試驗篩選
        3.5.2 反應(yīng)溫度的影響
        3.5.3 反應(yīng)時間的影響
        3.5.4 乙酸的影響
        3.5.5 過氧化氫的影響
        3.5.6 原料的影響
        3.5.7 重復(fù)性測試
    3.6 碳材料的活化改性對催化性能的影響
        3.6.1 活化改性的方法
        3.6.2 碳材料的堿活化改性
        3.6.3 催化性能的探究
    3.7 本章小結(jié)
4 氮/硫雙摻雜介孔碳材料催化氧化2-甲基萘性能的研究
    4.1 引言
    4.2 硫脲型苯并噁嗪的合成
    4.3 氮/硫雙摻雜介孔碳材料的制備
    4.4 材料的表征
        4.4.1 硫脲-BOZ的 FTIR分析
        4.4.2 N₂吸/脫附測試
        4.4.3 SEM、TEM表征
        4.4.4 XRD分析
        4.4.5 XPS分析
    4.5 氮/硫雙摻雜碳材料催化氧化2-甲基萘反應(yīng)條件優(yōu)化
        4.5.1 正交試驗篩選
        4.5.2 反應(yīng)溫度的影響
        4.5.3 反應(yīng)時間的影響
        4.5.4 乙酸的影響
        4.5.5 過氧化氫的影響
        4.5.6 原料的影響
        4.5.7 循環(huán)使用測試
    4.6 孔道結(jié)構(gòu)對碳材料催化性能影響的探究
        4.6.1 不同孔徑二氧化硅的制備
        4.6.2 不同孔徑碳材料的制備
        4.6.3 N₂吸/脫附測試
        4.6.4 XRD表征
        4.6.5 SEM表征
        4.6.6 孔徑對催化性能的影響
    4.7 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3892108