氧气催化氧化环己烷

本文系统综述了O₂氧化剂用于环己烷催化氧化体系的研究进展,包括金属配合物催化、金属纳米粒子催化、金属氧化物粒子催化、分子筛催化、碳材料催化、光促进催化、杂多酸催化、金属-有机骨架材料催化等。本文认为研究、开发以O₂为氧化剂,高活性高选择性的非均相环己烷催化氧化体系将成为今后环己烷催化氧化研究的主要方向,尤其是多金属甚至多元素复合体系。本综述不仅对开发高催化活性高选择性的环己烷催化氧化体系,改进目前工业上的环己醇环己酮制备工艺具有重要的参考价值,而且还对其他烃类C-H键和C-C键高效催化氧化体系甚至其他氧化体系的研究与开发也具有重要的参考价值。     

钒基催化剂在双氧水存在下对甲、乙苯液相选择氧化的研究

研究了若干钒基催化剂在双氧水存在下对甲、乙苯的液相选择性氧化催化性能.结果表明:在乙腈为溶剂的反应体系中,所研究的钒基催化剂包括VPO,VOPO₄,V₂O₅,VO(acac)₂和NH₄VO₃等均表现出以苯甲醛为甲苯选择性氧化主产物和以苯乙酮为乙苯选择氧化主产物的反应结果;从反应活性和主产物选择性来看,按以下顺序递减:VPO＞V₂O₅＞VOPO₄＞VO(acac)₂＞NH₄VO₃.对于具有(VO)₂P₂O₇晶相的VPO催化剂,在双氧水存在下对甲苯选择性氧化主产物苯甲醛的最高选择性为58.8%,乙苯选择性氧化主产物苯乙酮的最高选择性为67.8%;其催化性能与P/V比、焙烧条件、双氧水的使用量、反应溶剂等有关.从已有的实验结果推测,钒基催化剂在双氧水存在下的甲、乙苯选择氧化反应与V⁵⁺/V⁴⁺的"氧化-还原"作用密切相关.     

碳包覆Pd/TiO2光催化产氢协同胺类选择性氧化合成亚胺(英文)

负载型金属纳米催化剂由于其优异的光催化性能,被广泛应用于光催化产氢协同胺类氧化偶联合成高附加值亚胺体系。但在反应过程中,金属表面对H原子和亚胺表现出较强的吸附能力,导致了亚胺易于发生自氢化反应而生成仲胺,显著降低了亚胺的选择性。在本文中,我们证实了在Pd/Ti O₂表面构建超薄碳层(Pd/Ti O₂@C)是一种解决上述问题的有效策略。在Pd/Ti O₂表面构筑的超薄碳层可以有效调控H原子和亚胺在其表面的吸附行为,避免了光催化氧化偶联过程中亚胺的自氢化。因此,Pd/Ti O₂@C光催化剂在光催化产氢协同胺类选择性氧化合成亚胺体系中展现出优异的亚胺选择性。本研究提供了一种便捷有效的策略推动负载型金属纳米催化剂在光催化产氢协同合成高附加值产物体系中的应用。     

在TiO2上CO的光催化氧化

最近在“氧化的”TiO₂(即表面无氧空位和Ti³⁺)上进行的CO光催化氧化研究发现:室温下,以黑光灯(峰值λ=365nm)光照时,“氧化的”TiO₂无CO催化氧化的活性,但以杀菌灯(峰值λ=253.7nm)光照时,则对CO产生显著的催化活性.参照CO在过渡金属表面的催化氧化机理,对本现象进行了解释:黑光灯照时,O₂在TiO₂表面只生成O_2(a)^-,而O_2(a)^-不能使CO氧化,只有以杀菌灯照时,TiO₂表面产生O_(a)^-,CO氧化反应才能发生.     

苯甲醇的绿色选择性氧化

醇的氧化是制备醛和酮的重要反应之一,也是有机化学理论教学和实验教学的一个重点内容。目前,大多数本科生实验教材安排了环己醇氧化合成环己酮的实验。虽然现有实验教材提供了一例将伯醇氧化为醛的方案,即采用Na₂WO₄·2H₂O/（C₄H₉）₄NHSO₄催化体系,在90°C用H₂O₂将苯甲醇选择性氧化为苯甲醛,但是存在着产率低、安全性不高和重金属污染等问题。本文采用Fe（NO₃）₃·9H₂O、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（4-OH-TEMPO）和乙酸（HOAc）为催化剂、O₂为氧化剂,以H₂O为溶剂,在温和的反应条件下高选择性地将苯甲醇氧化为苯甲醛,分离产率可达91%,这为伯醇的选择性氧化提供了一个低成本且高效绿色的实验教学新方案。同时,在实验过程中引入薄层色谱、气相色谱、快速制...     

助剂CuO和La2O3对NiO/α-Al2O3甲烷催化部分氧化制合成气引发过程的影响

采用分步浸渍法制备了NiO/α-Al₂O₃、NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃三种催化剂,运用程序升温表面反应（TPSR）技术考察了助剂CuO和La₂O₃对NiO/α-Al₂O₃甲烷催化部分氧化（CPOM）反应引发过程的影响。结果表明,无论是否经过预还原处理,NiO/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂混合气氛下进行程序升温表面反应（CH₄/O₂-TPSR）时,即使升高到910℃也不能引发CPOM反应。添加助剂CuO或La₂O₃后,NiO-CuO/α-Al₂O₃和NiO-La₂O₃/α-Al₂O₃催化剂在CH₄/O₂-TPSR过程中均可以引发CPOM反应。原因分别是CuO促进了CH₄对NiO的还原以及抑制了O₂对Ni0的再氧化,La₂O₃减小了Ni晶粒粒径和还原时扩散阻力促进NiO的还原。     

不同晶相结构二氧化锰催化完全氧化乙醇

采用水热合成法制备了α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂和δ-MnO₂催化剂, 运用N₂吸脱附实验、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等方法对催化剂进行了表征, 并将催化剂用于催化完全氧化乙醇反应中, 考察了不同晶型MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性的差异, 探讨了催化剂晶型结构与催化氧化活性的关联. 结果表明, 不同晶型的MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性差异显著, 活性顺序为α-MnO₂>δ-MnO₂>γ-MnO₂>β-MnO₂. 系列表征结果显示, 晶体结晶度和比表面积不是影响不同晶型MnO₂催化剂活性的主要原因, α-MnO₂催化剂具有的较高晶格氧浓度和较高的可还原性是其具有良好催化氧化乙醇活性的关键因素.     

氧化-温控双功能离子液体催化O2氧化模拟柴油脱硫

将温控结构单元聚醚链和催化氧化基团磷钨酸根共同引入到离子液体的结构中, 合成出一系列不同聚合度的十八胺类氧化-温控双功能离子液体, 并将其应用于催化O₂氧化模拟柴油的脱硫反应过程, 实现了反应分离一体化, 并取得了良好的脱硫效果和催化剂循环使用效果. 该类离子液体在甲苯/正十二烷混合溶剂中具有良好的温控性能. 筛选出活性较高的离子液体催化剂, 其聚合度n=111以及烷基碳链为C₁₂. 考察了反应温度、反应时间和氧气压力等因素对脱硫效果的影响. 在优化的反应条件(V(甲苯):V(模拟油)=1:1, T=100 ℃, t=2 h, p(O₂)=2.0 MPa)下, DMF萃取一次, 脱硫率接近100%. 催化剂循环使用11次, 脱硫率仍可达到95%以上.     

活性炭催化氧化脱除单质汞的研究

模拟煤气的气氛,在硫化氢（H₂S）和氧气（O₂）存在条件下,对活性炭催化氧化吸附单质汞（Hg⁰）的性能进行了研究。结果表明,H₂S和O₂存在条件下,活性炭对Hg⁰的吸附能力明显提高。在180min内,H₂S和O₂共存气氛下,脱汞效率约为78%;只有H₂S存在下,脱汞效率约为69%;没有H₂S和O₂气氛下活性炭脱汞效率快速下降为28%。随着吸附温度的升高,入口汞浓度的提高和吸附剂粒径的增大,活性炭的脱汞效率会随着下降。通过XRD表征表明,Hg⁰的吸附反应机理是Hg⁰在活性炭催化氧化下与H₂S形成硫化汞（HgS）,从而实现了Hg⁰的稳定化脱除。     

内酰胺型离子液体催化环己酮氧化合成己二酸

以钨酸和己内酰胺为原料一步法合成了[CP]HWO4室温离子液体,将其用于催化环己酮氧化合成己二酸,考察了离子液体用量、配体种类、体系pH值等方面的影响.结果表明,该离子液体对于环己酮氧化合成己二酸具有良好的催化效果,在环己酮100mmol,30%双氧水44.5mL,[CP]HWO45mmol,反应初始液pH值为0.8,反应时间8h,水杨酸5mmol条件下,己二酸分离产率可达85.35%.且离子液体可重复使用.     

多孔材料负载金催化剂的制备与应用*

本文综述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂的制备、表征与应用研究的最新进展,从多孔载体的选择（氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料）、金的最新负载方法（沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、原位法/一步法和化学气相沉积法）与表征及其催化性能（一氧化碳低温氧化、氢气/氧气直接合成过氧化氢、直接合成环氧丙烷和有机物的选择性氧化）等方面详尽地评述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂研究概况。同时,提出了多孔材料负载金催化剂存在的一些问题,并展望了其研究和发展的方向。     

Clean Synthesis of adipic acid by direct oxidation of cyclohexene in the absence of phase transfer agents

In the absence of phase-transfer agents, the ligand effects are studied for the clean synthesis of adipic acid by direct oxidation of cyclohexene catalyzed by Na₂WO₄·2H₂O with 30% hydrogen peroxide. In most cases, the isolated yield of the target product adipic acid is high if the ligand acidity is strong. Although the acidity of some phenolic ligands, L(+)ascorbic acid and 8-quinolinol is weak, the isolated yield of adipic acid is still high. It is demonstrated that the acid and coordination effect of the ligand play the same important role in the Na₂WO₄·2H₂O catalyzed oxidation of cyclohexene to adipic acid with 30% hydrogen peroxide. Kinetic investigations show that the hydrolysis of cyclohexene oxide to 1,2-cyclohexandiol is the critical step and the acidity of reaction system is important.     

Soft,Oxidative Stripping of Alkyl Thiolate Ligands from Hydroxyapatite‐Supported Gold Nanoclusters for Oxidation Reactions

A strategy for the mild deprotection of alkyl‐thiolated (6‐mercaptohexanoic acid, MHA, and 3‐mercaptopropanoic acid, MPA) gold nanoclusters (Au NCs) supported on hydroxyapatite (HAP) has been developed by employing a peroxide (tert‐butyl hydroperoxide, TBHP, or hydrogen peroxide, H₂O₂) as an oxidant. The thiol ligands on the supported Au NCs were removed after oxidation, and the size and integrity of the supported clusters were well‐preserved. The bare gold clusters on HAP after removal of the ligands were catalytically effective for the epoxidation of styrene and the aerobic oxidation of benzyl alcohol. These two reactions were also investigated on calcined Au NCs that were supported on HAP for comparison, and the resulting Au NCs that were prepared by using this new strategy showed superior catalytic activity.     

用双氧水绿色氧化环己酮合成己二酸的研究

以30%的双氧水为氧化剂, 钨酸钠与含N或O的双齿有机配体(草酸)形成的络合物为催化剂, 在无有机溶剂、无相转移剂的条件下, 研究了环己酮氧化制己二酸的反应. 研究结果表明, 用廉价的草酸为配体, 最佳反应条件为钨酸钠∶草酸∶环己酮∶30%的双氧水的物质的量比为2.0∶3.3∶100∶350, 在92 ℃下反应12 h, 可制得80.6%的己二酸; 用GC-MS跟踪了氧化过程中三种主要物质环己酮、己内酯及己二酸含量随反应时间的变化关系, 提出了其主要氧化机理为环己酮首先经Beayer-Villiger氧化反应生成己内酯, 己内酯进一步氧化成己二酸.     

钨酸催化氧化环己烯合成己二酸

以钨酸/有机酸性添加剂为催化体系, 在无有机溶剂、相转移剂的情况下, 催化30%过氧化氢氧化环己烯合成己二酸. 当钨酸∶有机酸性添加剂∶环己烯∶过氧化氢＝1∶1∶40∶176(摩尔比, 钨酸用量为2.5 mmol)时, 使用有机酸性添加剂考察钨酸的催化性能, 结果表明以钨酸/间苯二酚催化氧化环己烯的催化效果最优, 反应8 h时己二酸分离产率达90.9%、纯度为～100%; 而不使用有机酸性添加剂时, 己二酸分离产率只有72.1%, 产品纯度为96.2%. 当使用磺酸水杨酸、草酸、水杨酸为有机酸性添加剂时, 随反应时间的增加, 己二酸分离产率均升高, 但反应6 h以后, 己二酸分离产率随时间的变化不明显. 当磺酸水杨酸用量为2.5 mmol时, 己二酸分离产率和纯度均较高. 钨酸-磺酸水杨酸催化体系重复使用五次后, 己二酸分离产率仍可达到80.5%.     

Efficient and convenient oxidation of cyclohexene to adipic acid with H<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>2</Subscript> catalyzed by H<Subscript>2</Subscript>WO<Subscript>4</Subscript> in acidic ionic liquids

A simple, efficient, and eco-friendly catalytic system for the oxidation of cyclohexene to adipic acid with H₂O₂ catalyzed by H₂WO₄ in Brønsted acidic ionic liquids under solvent-free conditions has been developed. Reaction conditions such as the catalysts, the types of anions and cations for Brønsted acidic ionic liquids, reaction temperature, and the amount of hydrogen peroxide, were investigated. Moreover, the Hammett acidity functions (H ₀) of Brønsted acidic ionic liquids were determined using UV–visible spectrophotometry. The optimum reaction condition identified was n(H₂WO₄):n(Brønsted acidic ionic liquids):n(cyclohexene):n(H₂O₂) = 0.02:0.02:1:4.4, and the yield of adipic acid was 96% under the reaction scale of 10 mmol. The catalytic system can be easily recovered and reused for four reaction runs without significant loss of catalytic activity. Simple operation of the catalyst system and avoidance of the emission of nitrous oxide are the benefits of this work.     

Ruthenium‐Catalyzed Oxidation of Alkenes,Alkynes, and Alcohols to Organic Acids with Aqueous Hydrogen Peroxide

A protocol that adopts aqueous hydrogen peroxide as a terminal oxidant and [(Me₃tacn)(CF₃CO₂)₂Ru^III(OH₂)]CF₃CO₂ ( 1 ; Me₃tacn=1,4,7‐trimethyl‐1,4,7‐triazacyclononane) as a catalyst for oxidation of alkenes, alkynes, and alcohols to organic acids in over 80 % yield is presented. For the oxidation of cyclohexene to adipic acid, the loading of 1 can be lowered to 0.1 mol %. On the one‐mole scale, the oxidation of cyclohexene, cyclooctene, and 1‐octanol with 1 mol % of 1 produced adipic acid (124 g, 85 % yield), suberic acid (158 g, 91 % yield), and 1‐octanoic acid (129 g, 90 % yield), respectively. The oxidative C?C bond‐cleavage reaction proceeded through the formation of cis‐ and trans‐diol intermediates, which were further oxidized to carboxylic acids via C? C bond cleavage.     

环境友好催化氧化研究进展

综述了近来使用H₂O₂或O₂作为清洁的氧化剂催化氧化反应的研究进展,重点介绍了杂多酸盐催化剂、金属配合物催化剂及NHPI等催化剂的组成和催化效率,并探讨了各种催化剂的优缺点.     

用十聚钨酸季铵盐催化过氧化氢氧化环己烯为己二酸

己二酸是重要的化学品.开发绿色、洁净的氧化方法合成己二酸,一直吸引着许多化学工作者的注意.1998年,Noyori等[1]报道了使用钨酸钠和甲基三辛基硫酸氢铵作为催化剂把环己烯氧化为己二酸的方法.1999年邓友全等[2,3]报道了在钨酸钠和草酸等形成原位过氧钨酸有机配合物催化剂存在下,使用30%过氧化氢由环己烯合成己二酸的方法.姜恒等[4,5]先后在甲基三辛基硫酸氢铵替代物的选择上和过氧钨酸有机配合物有机配体的作用方面进行了较为系统的工作.这些研究工作虽然都能直接获得高质量和高产率的己二酸,但是都存在着催化剂难于分离的问题.重复…     

Redox-mediated oxidation of cyclohexanone to adipic acid on oxide-nickel anode,with active forms of oxygen involved

Redox-mediated oxidation of cyclohexanol to adipic acid on a porous anode with higher nickel oxides was studied, including the process involving active oxygen species (AOS) in situ generated from hydrogen peroxide and molecular oxygen in an alkaline electrolyte. It was found that the current efficiency by adipic acid grows upon addition of AOS. The selectivity of cyclohexanol oxidation to adipic acid depends on the current density, quantity of passed electricity, and method of AOS generation. It is demonstrated that use of AOS enables oxidation of cyclohexanol with a selectivity of adipic acid formation of up to 89% and its single-stage synthesis with a current efficiency of 50.2% at a current density of 22 mA cm^?2 and passing the theoretically required quantity of electricity.