Fe2O3-ZnO/SiO2催化氧化异戊醇一步合成异戊酸异戊酯

采用浸渍法制备了系列不同Fe2O3、ZnO负载量的Fe2O3-ZnO/SiO2催化剂,并用XRD、BET、SEM等对催化剂进行了表征;考察了以分子氧为氧化剂时,该系列催化剂对异戊醇一步合成异戊酸异戊酯的催化性能,并初步探讨了其反应机理。结果表明,在Fe2O3/SiO2催化剂上引入适量ZnO后,提高了Fe2O3在SiO2上的分散度,减小了Fe2O3的粒径,所制得的Fe2O3-ZnO/SiO2催化剂有较大的比表面积、孔体积、孔径,催化性能优于Fe2O3/SiO2。其中,在Fe2O3与ZnO的协同作用下,6%Fe2O3-4%ZnO/SiO2催化性能最佳,常压下当催化剂用量为0.9 g(占反应物质量的3.5%),反应温度120℃,反应时间9 h,异戊醇一步合成异戊酸异戊酯的选择性达54.5%,收率达31.4%。对该合成机理的初步探讨表明,只有催化剂与分子氧的共同作用下,异戊醇才能高效的合成异戊酸异戊酯。     

Co掺杂ZnO/MCM-41分子筛的制备及对异戊醇的催化氧化性能

以Co掺杂的介孔分子筛MCM-41为载体, 采用等体积浸渍法制备了系列5%ZnO/xCo-MCM-41催化剂, 并用于催化分子氧氧化异戊醇合成异戊醛的反应. 通过X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外光谱(FTIR), 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS), 扫描电子显微镜(SEM), 氨气程序升温脱附(NH₃-TPD), 氢气程序升温还原(H₂-TPR)和氮气吸附-脱附等手段对样品进行表征, 并考察了Co掺杂量对分子筛结构和催化性能的影响. 结果表明, 随着Co掺杂量的增大, 样品的比表面积和孔体积均减小, 而其平均孔径呈先增大后减小的趋势. 当Co掺杂量为0.05时, 5%ZnO/0.05Co-MCM-41仍保持了MCM-41高度有序的六方介孔结构, 具有高比表面积(989 m²/g)、较大孔径(2.88 nm)和孔体积(0.88 cm³/g), 引入的Co主要以孤立态钴离子[Single-site Co(Ⅱ)]形式存在于MCM-41骨架, MCM-41骨架中的Co可以有效提高ZnO微粒的分散度, 适度降低5%ZnO/MCM-41的表面酸性, 并大幅度提高5%ZnO/MCM-41的氧化还原性. 与5%ZnO/MCM-41相比, 5%ZnO/0.05Co-MCM-41可使异戊醛的选择性提高28.3%.