醇类的氧化,尤其是苯甲醇转化为苯甲醛,在有机合成中是非常重要的官能团转换。产物苯甲醛是有价值的中间体和高附加值的产品,广泛应用于医药、香料、染料、食品和农药等行业。生产苯甲醛的传统方法不仅工艺复杂,而且使用昂贵、有毒的氧化剂和催化剂对环境造成污染。近年来,以分子氧作为氧化剂氧化苯甲醇制备苯甲醛已成为一种绿色的合成方法。因此,寻找高效、环境友好的催化剂便成为当前苯甲醇氧化反应研究的重点。负载型金属催化剂,如金、铂、钌以及钯是苯甲醇氧化反应中常用的催化剂,其中钯催化剂的制备过程相对简单、选择性较高、钯源较广,并且价格相对较低。在制备负载型金属催化剂时,常用金属氧化物、活性炭和分子筛等作为载体。分子筛是一类具有特殊孔道结构的多孔材料,具备大的比表面积和独特的孔道择形性等特性,因而在吸附分离和催化反应等领域有着广泛的应用。掺氮分子筛作为一类新型的骨架杂原子分子筛,除了具备传统分子筛高比表面积、高稳定性和独特的孔道结构等特点外,由于其表面的-NHx官能团与金属物种之间存在着一定的配位作用,使其可以更高效的负载金属物种。基于以上想法,本论文选取HZSM-5和SBA-15分别作为典型的微孔和介孔分子筛并以它们作为氮化前驱体,研究了两类掺氮分子筛负载钯基催化剂的制备、表征及其在苯甲醇氧化反应中的应用。论文的研究工作包含两个部分,第一部分是掺氮HZSM-5负载钯基催化剂的制备、表征及其在苯甲醇氧化反应中的应用研究,第二部分是掺氮SBA-15负载钯基催化剂的制备、表征及其在苯甲醇氧化反应中的应用研究。具体研究内容如下：1.掺氮HZSM-5负载钯基催化剂的制备、表征及其在苯甲醇氧化反应中的应用研究通过不同高温直接氮化的方法制备了HZSM-5-N掺氮分子筛,以PdCl2和Pd(OAc)2为钯源,采用溶胶-固载法制备了一系列的Pd/HZSM-5-N 催化剂,通过 EA、XRD、FT、IR、BET、ICP和SEM等表征手段对载体及催化剂的结构与性质进行表征,并对其在苯甲醇氧化反应中的催化性能进行评价。我们考察了不同氮化温度对HZSM-5-N含氮量的影响,确定HZSM-5载体的最佳氮化温度。考察不同钯源,PdCl2和Pd(OAc)2负载不同钯含量的催化效果,优选出最佳催化剂为2%Pd/HZSM-5-800N (Pd(OAc)2为钯源)。随后考察了催化剂用量、反应时间和反应温度对苯甲醇氧化反应的影响,并考察了催化剂的循环使用性能。研究结果表明,在重复使用5次后,苯甲醇的转化率和苯甲醛选择性都基本保持不变,ICP检测结果也说明反应过程中没有Pd的流失。最后结合表征结果,对掺氮分子筛的结构和性质以及影响催化剂活性的因素进行初步探索。2.掺氮SBA-15负载钯基催化剂的制备、表征及其在苯甲醇氧化反应中的应用研究通过不同高温直接氮化的方法制备了SBA-15-N掺氮分子筛,同样以PdCl2和Pd(OAc)2为钯源,采用溶胶-固载法制备了一系列的Pd/SBA-15-N催化剂,通过EA、XRD、FT-IR、BET、ICP和TEM等表征手段对载体及催化剂的结构与性质进行表征。研究结果表明,分子筛的含氮量随着氮化温度的升高而增加,高温氮化后N原子成功的取代了骨架中部分的O原子形成了-NHx官能团,氮化后的分子筛和催化剂都保持较好的孔道结构,没有发生骨架坍塌的现象。以苯甲醇氧化为探针反应,考察了不同钯源和不同Pd负载量的催化剂效果,我们得出最佳催化剂为2% Pd/SBA-15-900N (Pd(OAc)2为钯源)。随后考察了催化剂用量、反应时间和反应温度对苯甲醇氧化反应的影响,并考察了催化剂的循环使用性能。研究结果表明,经过5次重复使用后,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性基本保持不变,ICP检测结果也说明了反应过程中没有Pd的流失,说明2% Pd/SBA-15-900N催化剂是一种有效且稳定性良好的苯甲醇氧化反应的催化剂。