论文部分内容阅读
作为模拟细胞色素P-450酶的金属卟啉在催化氧化环己烷的反应中表现出良好的性能。然而,在均相体系中,金属卟啉容易被氧化,进行催化反应时不能回收再利用。因此,固载金属卟啉就成为一个研究热点。在调研有机载体固载金属卟啉催化乙苯氧化中,我们发现带有吸电子基的金属卟啉具有更强的催化效能。为此,本文用软铝石固载四(对-硝基苯基)金属卟啉或四(对-羟基苯基)金属卟啉,制成无机载体固载催化材料,通过各种光谱技术对它们的结构进行表征。对固载催化材料催化空气氧化环己烷的性能进行了研究,更重要的是研究了不同固载催化材料的性能差异及原因。最后,初步探讨了它们的催化反应机理。
本论文包涵以下几个方面的内容:
1.简要介绍了卟啉及金属卟啉化合物的研究进展,固载金属卟啉的研究与应用和相关的催化烃类氧化的研究概况。
2.合成了六种金属卟啉化合物,并将它们固载到无机载体软铝石上,制备了六种固载催化材料:THPPCo/BM、THPPFe/BM、THPPMn/BM、TNPPCo/BM、TNPPFe/BM和TNPPMn/BM。
3.通过紫外可见光谱(UV-vis)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等分析技术对上述六种固载催化材料的结构进行了表征。
4.在不加任何溶剂和还原剂的条件下,分别用六种固载催化剂催化空气氧化环己烷,并考察了温度,压力,时间等因素对催化反应的影响。在较佳反应条件下,将固载催化剂的催化活性和重复使用催化效能与未固载的金属卟啉作比较,特别考察了固载不同取代基金属卟啉催化剂的性能差异。研究结果表明:反应温度,反应压力,反应时间对固载催化剂的催化活性具有一定的影响。与未固载金属卟啉化合物比较,其固载催化剂的催化活性至少保持或有提高,固载催化剂可以重复使用10次且催化活性保持稳定。然而,未固载的金属卟啉一次性催化即耗完。软铝石固载四(对-硝基苯基)金属卟啉的催化活性好于软铝石固载四(对-羟基苯基)金属卟啉。四(对-硝基苯基)钴卟啉的催化活性最好,它催化环己烷转化率达到了7.43%,酮醇选择性达到88.04%,催化剂转化数达到了1.47×105。
5.通过查阅文献和研究分析实验数据,初步确定软铝石固载金属卟啉催化空气氧化环己烷的机理为自由基反应过程。