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硫化镉固载钴卟啉催化氧化环己烷的性能研究

2021-11-08李佩兰黄冠刘鹏彭舒婷黄嘉嘉罗煜辉

广西大学学报(自然科学版) 2021年4期
关键词:催化剂

李佩兰,黄冠,刘鹏,彭舒婷,黄嘉嘉,罗煜辉

(广西大学 化学化工学院, 广西 南宁 530004)

0 引言

选择性催化氧化环己烷对化学工业具有重要意义,因为反应产物环己酮和环己醇是重要的化学品和原材料[1],两者的混合物被称为KA油,它们是生产己内酰胺和己二酸的关键前体,而己内酰胺和己二酸又是制造尼龙6和尼龙66的重要中间体[2-3]。KA油主要由空气氧化环己烷获得,而传统的工业方法在443 K和1.1 MPa下,使用的可溶性羧酸钴或金属-硼酸催化剂进行,环己烷转化率限制在10%以下,同时生成多种副产物[2]。在这种高温和高压的反应条件下,还存在能耗高、产率低、回收重复利用无法实现等不足之处。因此,开发环境友好、温和且高效的催化剂用于催化环己烷氧化依然是必要的。

作为细胞色素P- 450的模型催化剂[4- 6],金属卟啉是一种高选择性且高效的仿生催化剂。然而,在均相催化氧化体系中金属卟啉有可能被氧化剂氧化,分子结构受到破坏,并且难回收利用都限制了在工业过程中的实际应用。通过将金属卟啉固定在载体上可以克服这些缺点[7- 8],并且可以有效地提高金属卟啉的重复使用率及其催化活性[9]。近年来,诸多催化环己烷氧化制备KA油的催化材料已被研究。如:氧化锌负载反式CoD(p-Cl)PPCl[10],立方二氧化硅负载5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉氯化物[11],壳聚糖负载铁-四-(4-磺酸基苯基)卟啉[12],硫化锌负载四(4-羧基苯基)卟啉[13]都表现出较高的催化活性。但是这些催化材料催化环己烷氧化的催化性能较差,有的催化材料的可重复使用率也不高。……

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