醇的催化氧化研究进展

从醇在金属催化剂作用下的催化氧化方面,较为详细的介绍了近年来在该研究领域内的研究进展,并指出了金属催化相对于非金属催化的优点.     

SnO2超微粒薄膜上醇的催化氧化

等离子体化学气相沉积(PCVD)法可制备多孔柱状结构的SnO_2超微粒非晶薄膜,本文研究了薄膜在真空吸附体系中的膜电阻和IR谱随温度变化特性及乙二醇、正丙醇、异丙醇、乙醇和甲醇的气敏灵敏度,提出SnO_2薄膜上吸附氧O_2~-、O~-对醇的氧化机理 1实验与结果 自制PCVD装置抽空后充入40 Pa的O_2,加高频出现辉光,再充入CnCl_4使辉光转为蓝     

水滑石负载 Au 纳米粒子的制备及其催化醇氧化反应

 采用离子交换法和 NaBH4 还原法制备了 Mg-Al-水滑石 (LDH) 负载的 Au 纳米粒子 (Au/LDH) 催化剂. X 射线衍射和透射电镜结果表明, Au 粒子较均匀地分散在水滑石表面, 载体仍保持层状结构. 在温和的反应条件下, Au/LDH 对一系列醇的氧化反应表现出优异的催化性能, 如在室温常压下进行分子 O2 氧化 1-苯基乙醇的反应, 底物转化率和苯乙酮选择性都接近 100%, 而且催化剂经过多次循环使用后, 其活性未见下降. 可见, Au/LDH 催化剂在醇氧化反应中具有良好的应用前景.     

金属卟啉/MgAl水滑石催化醇选择性氧化制备羰基化合物

将MgAl水滑石引入到金属四苯基卟啉(MTPPs,M=Co,Fe,Mn,Ni)催化氧化体系中,实现了醇的选择性氧化。 结果表明,在分子氧/异丁醛体系中,CoTPP在苯甲醇氧化制苯甲醛反应中表现出优异的催化活性,MgAl水滑石添加剂可有效地提高醛的选择性。 在苯甲醇1 mmol、乙腈2 mL、CoTPP 5 mg、MgAl水滑石18 mg、异丁醛5 mmol、反应温度60 ℃、氧气气氛下反应2 h,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到94%和92%。 另外,此催化体系在其它醇类化合物的氧化反应中也具有较好催化活性。     

水溶性膦酸双核金属钌催化t-BuOOH氧化醇性能

双核金属钌膦酸配合物(NH_4)_3[Ru_2(hedp)_2]·2H_2O(hedp=羟基亚乙基二膦酸)在常温水溶性体系中,无需相转移催化剂,可以高效催化t-Bu OOH氧化各种醇类,包括一级醇、二级醇和长链醇。催化机理研究表明,双核金属钌膦酸配合物的[Ru~Ⅲ-Ru~Ⅱ]~(3-)单元与t-Bu OOH作用,可以形成含过氧键的Ru~Ⅲ-Ru~Ⅲ-OO~tBu过渡态,然后再对底物醇进行氧化。该机理得到实验印证,如发现酸抑制而碱催进该反应,紫外可见光谱表明Ru~Ⅲ-Ru~Ⅲ-OO~tBu的形成。     

催化湿式氧化中铜基催化剂的流失与控制

 制备了催化湿式氧化处理有机废水用铜基催化剂，并用XRD，XRF和TG－DTG等手段对催化剂进行了表征，对催化剂及其前驱体的组成和结构进行了分析鉴定．结果表明，由类水滑石结构的前驱体焙烧得到的催化剂Cu－Al－Zn－O，其活性组分铜的流失得到了控制；在氧化降解苯酚、十二烷基苯磺酸钠和磺基水杨酸时，在初始氧分压0．5MPa和160～220℃的反应条件下，催化剂活性组分铜的流失量小于0．3mg／L．对催化剂活性组分不易流失的原因进行了理论解释和计算．     

单核钌催化剂化学催化和光催化水氧化反应

合成了一系列含有不同对位取代基团的吡啶轴向配体的单核钌化合物Ru(bda)(pic)₂ (H₂bda=2,2''-联吡啶-6,6''-二羧酸; pic=对甲基吡啶),对化合物的结构进行了核磁、质谱和X射线单晶衍射表征,并在中性和酸性条件下研究了这些化合物的电化学性质.以硝酸铈铵为氧化剂,对催化剂的催化活性进行了测试,并以[Ru(bpy)₃]²⁺为光敏剂,S₂O₈^2-为电子牺牲剂,在三组分体系中考察了这些化合物的光催化活性.研究发现,在化学法水氧化反应中,化合物1由于其轴向配体4,4''-联吡啶在酸性条件下能够发生质子化,从而增强了吸电子效应,因此表现出最高的催化活性,催化循环数达到4000.在光催化水氧化反应中,化合物2因其轴向配体具有最强的吸电子能力而表现出最高的催化活性,反应2h的催化循环数达到270.结果表明,轴向配体的吸电子能力明显提高了这类Ru催化剂催化水氧化反应活性.     

过渡金属催化醇氧化反应的研究进展

氧化醇为相应的羰基化合物在有机化学基础研究及其工业应用中占有非常重要的地位.在众多关于醇氧化反应的研究中,如何使用对环境友好的氧化剂替代传统的氧化剂,选择具有高性能、廉价、清洁、可回收的催化剂,一直是化学工作者研究的一个热点.综述了近年来该研究领域中的一些重要过渡金属催化体系,并简要介绍了各类催化氧化体系的催化效果.     

催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯中催化剂构效关系

采用传统焙烧和微波辐射制备了不同活性炭 (AC) 负载 Ru 催化剂, 并用于催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯 (DMP) 反应中, 探讨了催化剂的构效关系. 结果表明, 所有 AC 和催化剂均能提高臭氧氧化 DMP 过程中 TOC (总有机碳) 去除率, 其活性顺序为 Ru/coal-AC > nutshell-AC > Ru/nutshell-AC > Ru/coconut-AC ≈ coal-AC > coconut-AC. 负载的 Ru 颗粒扩散到 AC 大孔中, 增加了反应的传质阻力, 使得反应物与 AC 内表面的活性位和金属 Ru 的接触机会减少, 这是 Ru/nutshell-AC 和 Ru/coconut-AC 活性低于 Ru/coal-AC 的一个原因; 催化剂表面 Ru 分散度也是导致其活性差别的原因之一. 微波加热引起 nutshell-AC 表面活性官能团发生变化, 从而导致其负载的 Ru 催化活性降低. 相对于传统焙烧, 微波辐射热处理能够提高 coal-AC 表面 Ru 的分散度, 从而提高催化剂活性.     

硒化银新材料催化的醇氧化反应

通过在氮气中150℃下煅烧硒粉和银粉,可以很方便地制备硒化银(Ag/Se)新材料.该材料有着很强的氧运载能力,可以活化分子氧,从而实现催化氧化反应.对该材料在醇氧化中的应用进行了研究,为制备相关醛酮,提供了一种清洁的新合成方法.该方法适用于伯醇与仲醇的氧化反应,并且对伯醇氧化有一定的选择性,可以中等产率合成醛.硒化银作...     

含钯类水滑石衍生复合氧化物Pd/M3AlO(M=Mg,Co, Ni,Cu, Zn)催化剂上氯苯的催化氧化

采用共沉淀法制备了系列含Pd类水滑石材料, 类水滑石基体为M3Al-HT (M=Mg, Co, Ni, Cu, Zn), 经焙烧制备出含Pd类水滑石衍生复合氧化物催化剂. 通过X射线衍射(XRD), 热重-差热分析(TG-DTG), H2程序升温还原(H2-TPR), O2程序升温脱附(O2-TPD)和N2吸脱附等表征技术手段研究了不同二价金属元素对含Pd类水滑石衍生复合氧化物催化剂物理化学性质及其对挥发性有机污染物氯苯催化氧化性能的影响. XRD和TG-DTG结果表明, 不同二价金属元素, 除Cu外, 都能形成类水滑石层状结构, Pd在不同类水滑石前驱物中均能良好分散. 不同的二价金属元素对催化剂性能的影响不同, 其中Pd/Co3AlO催化剂表现出最高的氯苯催化氧化活性, 其起燃温度和全转化温度分别为182和283 ℃. H2-TPR和O2-TPD测试表明, Pd和类水滑石衍生复合氧化物存在着协同作用, Pd的引入促进了复合氧化物的还原, 从而影响氧化物的氧化还原性能. Pd/M3AlO系列催化剂的活性主要受催化剂的氧化还原性能及其表面活性氧物种的影响.     

焙烧条件对金催化剂的结构及其催化CO氧化性能的影响

采用共沉淀法和金属有机配合物固载法,分别制备了负载型金催化剂,并考察了焙烧条件对其催化CO氧化性能的影响。实验结果表明,焙烧温度和时间对催化剂的结构和活性的影响显著,不同的金属氧化物负载的金催化剂具有不同的最佳焙烧温度。DTA-TG分析结果确定了催化剂稳定结构的形成温度;XRD测试结果显示,在最佳焙烧条件下得到的催化剂,其载体为具有一定结晶度的金属氧化物。     

类水滑石衍生CuAlO催化剂同时去除碳颗粒和氮氧化物

以共沉淀法合成的含Cu类水滑石为前驱物, 制备了具有介孔结构的CuAlO复合氧化物催化剂, 采用程序升温反应技术评价了催化剂同时去除碳颗粒物(soot)和氮氧化物的性能, 并系统分析了反应条件对催化活性的影响. 结果表明, 在紧接触和松接触两种条件下, CuAlO都有较高的同时去除碳颗粒物和NOx的催化活性, 当催化剂与soot由紧接触变为松接触时, 起燃温度(Ti)由260 ℃升高到314 ℃, NO转化为N2的最大转化率(XN2-max)值由40.4%下降为29.2%; soot含量不同对Ti影响不大, Ti都在260 ℃左右; NO浓度或O2浓度增加, Ti下降, O2浓度从2.5%增至7.5%时对XN2-max影响不大, 都在40%左右; 反应气流速增大, soot起燃温度Ti基本不变, 都在260 ℃左右, 而XN2-max随气速增加而减小, 当气速从20 mL·min-1升至80 mL·min-1时, XN2-max由40.4%下降至21.6%, 但生成N2的量基本相同, 这取决于催化剂的选择性. 催化剂经重复使用后活性下降, 可能是由于反应过程中生成的中间产物吸附于催化剂表面, 覆盖了催化剂表面的活性位.     

不同助剂掺杂的铬基催化剂的制备及其对乙烷氧化脱氢的催化性能

以硝酸盐作为前驱体,Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了系列不同助剂（Mn, Co, Ce）及不同助剂含量（1%, 3%, 5%, 7%, 10%）掺杂的铬基催化剂,其结构经X-射线粉末衍射(XRD)、 H₂程序升温还原(H₂-TPR)和CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）表征。并考察了催化剂对乙烷氧化脱氢反应的催化性能。结果表明：添加Co助剂有利于活性组分铬的分散,10Cr₃Co/γ-Al₂O₃催化剂表现出最佳催化性能,在反应温度为650 ℃, V(CO₂) ：V(C₂H₆)=3 ：1,空速(GHSV)为3 600 mL·（g·h）^-1条件下,在该催化剂上乙烯产率为36.5%。     

Catalytic oxidation of alcohols with polymer-supported ruthenium complex under mild conditions

Polymer-supported ruthenium-containing complex PS–Phen–Ru was synthesized (where PS = chloromethyl polystyrene resin, Phen = 1,10-phenanthroline) and was characterized by FT-IR, ICP, and XPS. The supported complex was used to catalyze the oxidation of primary aliphatic alcohols as well as aromatic alcohols in the presence of iodosylbenzene. The oxidations were carried out in acetonitrile solution, affording the corresponding aldehydes or ketones in high substrate conversion and high selectivities under mild reaction conditions. The catalyst can be easily prepared and can be recycled.     

Development of Highly Effective Nanoparticle Spinel Catalysts for Aerobic Oxidation of Benzylic Alcoho1s

Spinel catalyst MnFe1.8Cu0.15Ru0.05O4 with partcle size of about 42nm is an effective heterogeneous catalyst for the oxidation of benzylic alcobols.The substitution of Fe for Cu improves its catalytic activity.Based on the characterization of BET,XPS and EXAFS,two factors influencing the structure and texture of the catalyst cauesd by the substitution of Cu for Fe may be assumed:physical factor responsible for the increasing of surface area；chemical factor responsible for the transformation of Ru-O bonds to Ru=O boods.β-Elimination is considered to be an important step in the reaction.     

Development of Highly Effective Nanoparticle Spinel Catalysts for Aerobic Oxidation of Benzylic Alcohols

Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｓｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｓｔｕｄ ｉｅｄｄｕｅｔｏｉｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｉｎｍａｎｙｏｒｇａｎｉｃｓｙｎｔｈｅｓｅｓ .1 7Ｈｏｗｔｏｍａｋｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ,ｃｈｅａｐ ,ｅａｓｉｌｙａｃｃｅｓｓｉｂｌｅａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｂｅｎｉｇｎｃａｔａｌｙｓｔｓｉｓｍａｔｔｅｒｏｆｗｉｄｅｉｎｔｅｒ ｅｓｔ .Ｉｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｓｐｉｎｅｌ ｔｙｐｅ (ＡＢ2 Ｏ4 )ｏｆｃｏｍ ｐｌｅｘｏｘｉｄｅｓｃａｎｂｅａｐｐ…     

Ru/Mn-Ce/TiO2催化剂催化湿式氧化丁二酸的反应活性和动力学研究

在二氧化钛载体中通过掺杂Ru，Mn，Ce制备了一系列用于催化湿式氧化的催化剂，利用XRD，TEM，BET等手段对催化剂进行了表征．在反应温度T=210～270℃，氧分压Po2=2．1MPa条件下，在间歇式高压反应釜中对丁二酸进行了降解实验．催化剂在反应中有很高的催化活性．催化剂在30min内对丁二酸降解的COD去除率为54．4～98．3％．Ru及Mn，Ce的氧化物对催化活性都有促进作用．建立了丁二酸催化湿式氧化的一级分段动力学模型．基于COD的一段及二段反应的活化能分别为43．74kJ／mol和54．28kJ／mol．     

Catalytic Oxidation of Alcohols to Corresponding Aldehydes or Ketones with TEMPO-Mediated Iodosobenzene in Water in the Presence of a Surfactant

An efficient, facile, and rapid oxidation of alcohols to the corresponding aldehydes or ketones with a stoichiometric amount of iodosobenzene (PhIO) in the presence of catalytic amounts of 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxyl free radical (TEMPO), KBr, and a surfactant, such as SDS (sodium dodecylsulfate), was reported. The oxidation proceeded in water at room temperature to afford aldehydes or ketones in excellent yields and high selectivity without overoxidation to carboxylic acids. Selective oxidation of primary alcohols in the presence of secondary alcohols was also achieved with the catalytic system of PhIO/TEMPO/KBr/SDS. A possible mechanism for the oxidation was supposed.     

Catalytic Oxidative Conversion from Naphthol to 2-Hydroxy-1, 4-naphthoquinone over Iron Porphyrin Catalysts by Molecular Oxygen in an Alkaline 2-Propanol Solution

In an alkaline 2-propanol solution with 5, 10,15,20-tetra (4-methoxyl phenyl) porphyrin iron chloride (TOMPPFeCl) as a catalyst and oxygen as a cheap green oxidant, 2-naphthol was conversed to 2-hydroxy-1 ,4-naphthoquinone(HNQ) with a yield of 62. 17% and a selectivity of 100%, and the conversion number of TMOPPFeCl catalyst was 8.32/min. The catalytic oxidation products were characterized by means of UVVis, IR, GC-MS, ^1H NMR and melting point determination. In this catalytic oxidation, the catalytic activity of TMOPPFeCl was researched in detail and the reacting conditions were optimized. A possible reaction mechanism is summarized based on in situ EPR determination.