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沸石参与的选择性催化醇需氧氧化研究

作　者: 苏会立
导　师: 杨贯羽
学　校: 郑州大学
专　业: 有机化学
关键词: 需氧氧化 醇 TEMPO NaX型沸石 择形选择性
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 44次
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内容摘要


醇被氧化为相应的醛或酮在有机化学中是一个很重要的反应。有机小分子催化剂2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(TEMPO)在催化醇的分子氧氧化反应中表现出活性高、选择性好等优异的性能。本论文利用NaX(13X)型沸石负载Cu-Mn复合氧化物制备了一种新型催化剂,并将其与TEMPO组合用于醇的需氧氧化,取得的主要成果如下：1.用等量浸渍法制备了NaX型沸石负载Cu-Mn复合氧化物催化剂,该制备方法操作方便、简单易行。2.铜锰比例对Cu-Mn复合氧化物的催化活性有较大的影响。研究发现,Cu-Mn比例为3：1时(简写为Cu3MnOz/XZ),催化活性最高。3.由NaX型沸石负载Cu-Mn复合氧化物与TEMPO组合的催化体系可以高效、高选择性地催化苯甲醇的氧化。使用5mol%TEMPO,10 wt%Cu3MnOz/XZ,在80℃,0.6 MPa氧压下反应10h,苯甲醇的转化率可达到99.2%,生成苯甲醛的选择性为100%。4.该体系能够有效催化多种醇底物的氧化,多类取代苯甲醇和肉桂醇都取得了接近定量的转化率和选择性。5.醇氧化反应结束之后,分离简单,后处理容易,Cu3MnOz/XZ可重复使用。6. Cu3MnOz/XZ-TEMPO体系对分子半径大小不一的醇进行催化氧化时具有择形选择性,只催化氧化能进入沸石孔道的醇,而对半径较大的醇催化活性很低。总之,Cu3MnOz/XZ作为一种多相催化剂,与TEMPO组合,能够高效、高选择性地催化醇的需氧氧化,而且表现出一定的底物择形性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章 文献综述  9-25
  1.1 引言  9
  1.2 TEMPO催化醇需氧氧化综述  9-16
    1.2.1 选题背景  9-10
    1.2.2 TEMPO催化醇氧化反应的优点及机理  10-11
    1.2.3 非金属/TEMPO催化醇的需氧氧化  11-13
    1.2.4 金属/TEMPO催化醇的需氧氧化  13-16
  1.3 择形选择性反应  16-23
    1.3.1 择形选择性反应的实现途径  16-17
    1.3.2 沸石的特性  17-18
    1.3.3 沸石分子筛的择形性在催化反应中的应用  18-23
  1.4 小结及本论文研究思路  23-25
第二章 实验部分  25-28
  2.1 主要原料、试剂和仪器  25-26
    2.1.1 主要原料和试剂  25-26
    2.1.2 主要实验仪器  26
  2.2 负载型多相催化剂的制备实验  26
  2.3 氧化实验操作  26-28
    2.3.1 苯甲醇为模板底物  26-27
    2.3.2 实验操作  27
    2.3.3 分析仪器和分析条件  27-28
第三章 沸石负载金属催化剂的研究  28-47
  3.1 负载型催化剂研究实验  28-38
    3.1.1 载体的选择  28-29
    3.1.2 各金属组分催化活性的研究  29-35
    3.1.3 焙烧温度的影响  35-36
    3.1.4 不同负载量制备的催化剂催化活性比较  36-37
    3.1.5 不同铜锰比例对催化活性的影响  37-38
  3.2 Cu_3MnO_z/XZ的XRD表征  38-40
  3.3 反应条件的优化  40-43
    3.3.1 TEMPO和Cu_3MnO_z/XZ投料量对反应的影响  40-41
    3.3.2 温度和氧压对反应的影响  41-42
    3.3.3 反应时间的影响  42-43
  3.4 Cu_3MnO_z/XZ的回收再用研究  43-44
  3.5 Cu_3MnO_z/XZ-TEMPO对其它醇底物的催化性能研究  44-46
  3.6 小结  46-47
第四章 负载型Cu_3MnO_z催化醇需氧氧化的底物择形研究  47-55
  4.1 不同载体负载Cu_3MnO_z催化氧化苯甲醇的择形选择性  47
  4.2 Cu_3MnO_z/XZ对不同氮氧自由基催化剂的择形选择性  47-50
  4.3 不同负载量Cu_3MnO_z/XZ催化3,4-(亚甲二氧基)苯甲醇的择形选择性氧化  50-53
  4.4 小结  53-55
第五章 结论  55-57
参考文献  57-63
致谢  63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化反应
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