催化氧化反应新进展综述..
含氯挥发性有机物废气(CVOCs)的催化氧化研究综述

第2期2021年4月No.2April,2021近年来,大规模生产和消费CVOCs 的产品以及不适当的处理方式,导致在环境中出现无组织排放的状况。
CVOCs 对大气产生持续性污染,对人体的危害非常大,具有强致癌、致畸、致突变的作用。
因此,利用低温高效的催化剂催化氧化CVOCs ,对CVOCs 产生的污染加以控制具有重要意义。
本研究对CVOCs 的催化燃烧法中常用的催化剂进行了归纳与比较。
催化燃烧法是治理含氯挥发性有机物的有效手段,在较低温度下,将废气中的CVOCs 在催化剂的作用下完全氧化为CO 2/CO 、H 2O 、Cl 2和HCl 。
氯代有机气体反应物被吸附于催化剂表面,降低了CVOCs 的活化能,加快了反应速率。
催化燃烧法相对于其他方法优点突出,具有操作温度低、能耗低、效率高、无二次污染等优点。
催化燃烧CVOCs 的常用催化剂分为三大类:第一类为负载贵金属催化剂,第二类为非贵金属催化剂(稀土以及过渡金属催化剂),第三类为固体酸催化剂。
1 负载贵金属催化剂贵金属催化剂以Pt (铂)、Pd (钯)、Ru (钌)、Au (金)、Rh (铑)等贵金属元素为活性组分。
负载贵金属催化剂由于具有较好的低温催化活性,被应用于催化氧化CVOCs 研究中。
Robert 等[1]研究以Pt/γ-Al 2O 3为催化剂催化氧化氯苯,发现在氯苯的催化氧化过程中,贵金属Pt 与Al 2O 3的相互作用增强了催化剂的氧化还原能力,而且反应过程中的多氯产物生成量明显降低。
Okumura 等[2]制备出多种活性组分催化剂—Au/Fe 2O 3-Pt/SnO 2-Ir/Al 2O 3复合催化剂,利用不同活性组分的协同作用,性。
但是贵金属催化剂在催化氧化CVOCs 的过程中,易与氯物种发生反应,导致失活,甚至发生亲电加氯反应和表面异构反应,转化为氯氧化物,再与氯苯类进一步反应,生成具有更高毒性的多氯产物,导致催化活性降低,稳定性较差。
关于光催化氧化技术的综述研究

关于光催化氧化技术的综述研究光催化氧化技术是一种利用光能将氧化还原反应进行催化的技术,近年来得到了广泛的关注和研究。
光催化氧化技术具有高效、环保、可持续等优点,在环境保护、能源开发、化工、材料等领域有着重要的应用价值。
本文将就光催化氧化技术的原理、材料、反应机理、应用等方面进行综述研究。
一、光催化氧化技术的原理光催化氧化技术是利用光能引发氧化还原反应,从而实现物质转化的一种技术。
其原理主要包括光照、光催化剂和反应物三个方面。
首先是在光照的作用下,光能激发催化剂上的电子,从而形成活性中心;其次是活性中心与反应物发生作用,引发氧化还原反应;最后是由于光照的存在,反应速率得到显著提高。
这一过程是一个非常复杂的过程,需要光能、催化剂和反应物之间的协同作用才能实现。
二、光催化氧化技术的核心材料光催化氧化技术的核心是光催化剂,它决定了光催化氧化技术的效率和稳定性。
常见的光催化剂包括二氧化钛、氧化铟、氧化锌、二氧化硅、氧化铁等。
二氧化钛是应用最为广泛的光催化剂,其优点是光催化活性高、光稳定性好、价格低廉等。
除了光催化剂外,载体材料也是影响光催化氧化技术效果的重要因素,常见的载体材料包括活性炭、二氧化硅、氧化铝等。
这些载体材料具有比较高的比表面积和孔隙结构,能够提高光催化剂的分散度和利用率,从而进一步提高光催化氧化技术的效率和稳定性。
三、光催化氧化技术的反应机理光催化氧化技术的反应机理是研究光催化氧化技术过程中最为复杂和困难的部分。
目前关于光催化氧化技术反应机理的研究主要分为两种类型:一种是基于单一光催化剂的反应机理研究,另一种是基于多组分光催化体系的反应机理研究。
前者主要研究光催化剂在光照条件下的电子转移、活性中心的形成与分解等过程,后者则要考虑到不同组分在光照条件下的相互作用。
不管是哪种类型的研究,都需要运用表面物理化学、光物理学、电化学等多学科的知识来解析光催化氧化技术的反应机理。
反应机理的深入研究可以为改进或设计新的光催化剂提供理论指导。
催化氧化醇类的反应研究进展

非常高 的转化率和选择性催化各种醇类的氧化 。最 通常使用的这类催化剂 是 由沉积在活性炭和铝矾土 载体上 的作为活性成分 的铂 或钯和作 促进剂的铋 或者铅组成 。使用钌和铑时可以不用促进剂 J 。除
铋 和铅 外 。也 已经提 出 了一些 可 变换 的促 进剂 金属 , 如镉 , 钴, 铜, 硒, 铈, 铁, 锡, 金, 及 钌 等 。非 稀 有 金 属
精细化学品的生产 中有着广泛 的应用。传统 的氧化 方法 中多采用铬酸、 高锰酸等强氧化剂 , 它们 自身有 较高的毒性 , 并且难 以回收利用 , 对环境造成很大 的
危 害 。在 有 机合 成 中 , 温 和条 件 下 的醇 氧 化 反应 , 尤
些复杂分子的化学的、 定位 的和立体 的选择性氧化 的 般 规则 ) 都 进 行 了详 细 的研 究 报 道 及 回顾 。尤
一
其是 从上 世纪 9 0年代 后 期 开始 , 对 铂 族 金 属 能 激 活 醇类 和分 子氧 而催 化 氧 化 醇 类 成 为相 应 的羰 基 化 合 物或 羧酸 的研究 已取 得 了很 大 的进 展 。这 类 催 化 剂 能在 近于 室温 的温度 下 和接 近大 气压 的氧分压 下 , 以
其是采用高选择性的固体催化剂 , 使用廉价的分子氧 作 氧化剂的氧化反应过程 , 已经引起诸多关注 。所用
的氧化 剂包 括 无 机过 渡金 属 氧化 物和盐 类 , 以及 一 些
金属配合物等 。使用化学计量氧化剂 的方法至今仍
然 在有 机合 成 领 域广 泛应 用 , 并 在 许多 方 面取得 不 小
进步 , 但是从经济学 以及环境学方面考虑 , 迫切需 要 使用氧气 空气等环保、 清洁、 符合原子经济性 的氧化 剂, 在此 过 程 中 , 除 目标产 物外 , 水 为唯 一 副产 物 。这 里主要介绍 近几年来 国外使 用分子氧 ( 来源于空气 的氧) 催化氧化醇类合成羰基化合物的研究进展 。
关于光催化氧化技术的综述研究

关于光催化氧化技术的综述研究光催化氧化技术是一种利用光能和催化剂促进氧化反应的技术,已经被广泛应用于环境治理、能源生产和化工等领域。
本文将综述光催化氧化技术的原理、应用、发展现状和未来趋势,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、光催化氧化技术的原理光催化氧化技术是通过使用光或其他辐射能源来激活催化剂,促进催化剂表面上的氧化还原反应。
具体来说,当光能照射到催化剂表面时,催化剂会吸收能量,激发电子跃迁至导带,从而形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对可以参与表面吸附分子的还原和氧化反应,从而促进氧化反应的进行。
光催化氧化技术的核心是催化剂的光谱响应和电子传递过程。
1. 环境治理光催化氧化技术在环境治理领域有着广泛的应用。
利用光催化氧化技术可以将废水中的有机物、重金属和污染物转化为无害物质,达到废水处理和环境保护的目的。
光催化氧化技术还可以用于空气净化,例如将空气中的有害气体如二氧化硫、氮氧化物等转化为无害物质,净化空气质量。
2. 能源生产光催化氧化技术还可以应用于能源生产领域。
利用光催化氧化技术可以将太阳能转化为化学能,通过光催化水分解来产生氢气,从而实现可再生能源的生产。
光催化氧化技术还可以应用于光电池、光催化还原CO2等领域,为能源生产提供新的技术途径。
3. 化工领域在化工领域,光催化氧化技术可以应用于有机合成、催化剂制备、催化反应等方面。
利用光催化氧化技术可以实现对有机物的特定官能团氧化反应,产生具有特定结构和性质的有机化合物。
光催化氧化技术还可以应用于催化剂的制备,例如通过光催化合成法来制备铁氧化物等催化剂。
目前,光催化氧化技术已经取得了一系列的研究进展和应用成果。
在催化剂方面,研究人员已经合成了多种高效的光催化剂,如TiO2、ZnO、CdS、WO3等,这些催化剂在光催化氧化反应中具有较高的活性和稳定性。
在反应系统方面,研究人员已经开发了多种光催化氧化反应体系,如溶液相、气相和固相反应等,这些反应体系在各自领域已经取得了一定的应用效果。
催化剂文献综述

催化剂文献综述催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质,广泛应用于工业生产、环境保护和能源领域。
本文将综述催化剂的研究进展,并探讨其在不同领域的应用。
催化剂的研究一直以来都备受关注。
近年来,研究人员通过改变催化剂的结构和成分,不断寻求更高效、更稳定的催化剂。
例如,金属催化剂因其优异的催化性能受到广泛关注。
研究人员通过调节金属催化剂的晶格结构、表面形貌和氧化状态,实现了对反应活性、选择性和稳定性的精确控制。
非金属催化剂也备受研究者的青睐。
非金属催化剂具有较低的成本、较高的稳定性和较好的环境友好性。
例如,过渡金属氧化物、硅基催化剂和碳基催化剂等非金属催化剂在有机合成、环境治理和能源转化等方面展现了巨大的应用潜力。
催化剂在工业生产中发挥着重要作用。
它们能够降低反应温度和能耗,提高生产效率和产品质量。
例如,催化剂在石油加工、化学品合成和废气处理等领域得到广泛应用。
通过优化催化剂的配方和工艺条件,可以提高反应速率、选择性和产率,降低副产物和废弃物的生成,实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
催化剂还在环境保护方面发挥着重要作用。
例如,催化剂在汽车尾气净化、工业废水处理和大气污染控制等领域起到了关键作用。
通过催化剂的作用,可以将有害气体转化为无害物质,降低污染物的排放量,保护环境和人类健康。
催化剂在能源领域也具有重要应用价值。
例如,催化剂在燃料电池、光催化和电催化等方面展现了巨大的潜力。
通过催化剂的作用,可以实现能源的高效转化和存储,推动可再生能源的广泛应用,促进能源的可持续发展。
催化剂是一种重要的研究领域,具有广阔的应用前景。
通过不断改进催化剂的性能和结构,可以实现对反应活性、选择性和稳定性的精确控制。
催化剂在工业生产、环境保护和能源领域发挥着重要作用,对推动社会经济发展和促进可持续发展具有重要意义。
未来,我们有理由相信,催化剂将继续发展壮大,并为人类社会的进步做出更大的贡献。
杂多酸催化剂催化氧化脱硫研究进展

杂多酸催化剂催化氧化脱硫研究进展一、简述伴随着能源需求的不断增长,环境问题逐渐引起了全球范围内的广泛关注。
油气、生物质以及煤等化石燃料的大量燃烧所排放的硫化物不仅对环境造成了严重污染,而且还对社会带来了巨大的经济损失。
在油品升级和清洁能源利用的过程中,硫含量的降低变得尤为关键。
在这一背景下,杂多酸催化剂作为一种高效、环保的固体酸催化剂,在催化氧化脱硫领域展现出了极大的潜力。
通过其独特的结构和性质,杂多酸能够有效地促使有机硫化物进行氧化反应,从而将其转化为易于去除的二氧化硫或硫酸盐,实现对燃料中的硫含量的有效控制。
本文将对近年来杂多酸催化剂在催化氧化脱硫方面的研究进展进行综述,包括其制备方法、催化性能、影响因素以及应用前景等方面的内容。
1. 硫在环境中的重要性在当今世界,环境保护已成为全球关注的焦点问题。
硫是大气污染物的重要组成部分,对环境和人类健康产生严重影响。
燃煤和工业过程产生的硫化物排放到大气中,形成酸雨、雾霾等恶劣天气现象。
硫还是造成水体富营养化和土壤污染的重要原因之一。
为了有效控制硫污染,各国政府和企业正逐步提高对硫排放的监管力度。
脱硫技术作为减少硫排放的关键手段,受到了广泛关注。
杂多酸催化剂在脱硫反应中具有高活性、高选择性和良好的热稳定性等优点,成为了研究热点。
借助杂多酸催化氧化脱硫技术,可以有效降低硫化物的排放,保护环境。
本文将对杂多酸催化剂催化氧化脱硫技术的研究进展进行综述,并探讨硫在环境中的重要性及杂多酸催化剂在这一领域的应用前景。
2. 排放污染的挑战与硫氧化物处理技术的发展伴随着工业化进程,人类活动带来的污染物排放,特别是硫氧化物(SOx),已成为环境领域的主要问题之一。
硫氧化物主要来源于燃煤、石油等化石燃料的燃烧以及有色重金属冶炼、矿石加工等生产工艺过程中的尾气。
这些含硫气体不仅对环境造成了严重污染,还对社会经济和人类健康产生了长远的影响。
传统的硫氧化物处理方法如催化转化、吸收法、吸附法、膜分离法等,在处理效率和环境友好性方面存在一定的局限性。
氧化还原反应 文献综述

氧化还原反应文献综述(化学学院2013级刘佳2013013063)一、资料来源1.资料来源:中国知网2.资料整理:通过搜索关键词“氧化还原反应”,我获得了10篇发表在各教育期刊上的相关优秀论文和教学设计。
二、已有的研究成果关于中学化学中有关氧化还原反应教学的研究主要集中在以下几个方面:◆新旧教材(以及不同版本教材)的综合比较◆同课异构研究◆微课在化学实践中的重要应用◆氧化还原概念和原理的科学理解◆高考中的重难点探查下面一一陈述这几大方面的研究成果。
1.关于新旧教材(以及不同版本教材)的综合比较研究郭琦2008年5月发表在江苏教育学院学报上的《浅谈人教版新旧教材中的氧化还原反应的设计与教学》中对新旧教材进行了详致合理的对比分析.首先是,新旧课程标准的比较。
2004版教学大纲要求教师应根据高中化学的教学目的研究必修课和选修课的教学特点和采用适宜的教学手段组织教学,以期能从知识、技能、能力、思想品德、科学态度和科学方法方面为学生今后参加社会主义建设和终身学习打好基础;新教材从三维目标维度来培养学生的科学素养,在氧化还原方面主要强调学生的主体性,在保证基础的前提下为学生提供多样的可供选择的知识模块为学生学好化学打下良好基础.其次是,教材编排的比较。
旧教材出现在第一册书中第一章第一节,以如何提高燃烧效率开头,以碳在氧气中生成二氧化碳为例引出;新教材出现在必修一第二章第三节,以氧化铜和碳在高温条件反应为例,将概念置于化学实验之上,由实验现象探究原因有助于学生形成氧化还原反应完善的知识体系。
最后是,教学内容的比较。
从引人、正文、栏目设计三方面进行比较,新教材更具有知识的进阶性,不仅注重事实性知识,还包括技能性和观念性的东西,使学生更易于理解与接受。
总而言之,新教材注重培养学生的问题意识,注重引导学生学习方式的转变,注重为教师培养创造性的学生发展留下余地,利于师生互动,把三维目标反映在教学主题和内容编排上,但在教学难度和知识扩展方面都还需改进。
光催化技术的新进展

光催化技术的新进展随着科技的不断发展和人类对于环境问题的关注度不断升高,各种绿色环保技术逐渐受到人们的重视。
其中,光催化技术是一种比较颇受关注的技术。
光催化技术是指利用光照下活性材料与污染物反应降解有害物质的一种技术。
目前,光催化技术在水处理、空气净化、养殖水处理等领域已经得到广泛应用,并且在其它领域也展现了巨大的应用潜力。
近年来,随着科技水平的提高和理论研究的深入,光催化技术在各个领域都得到了新的进展。
首先,光催化技术在催化材料方面有了巨大的进步。
一些新型光催化剂的开发取得了重大突破。
例如,人们发现了一种新型的泛酸光敏催化剂,其光吸收范围广泛,且高效催化氧化还原反应。
而且,人们制备出的一些二维石墨烯复合光催化剂可以同时利用可见光与近红外光区域,提高了光吸收效率并降低了成本。
此外,一些功能化纳米材料如复合氧化物、环状组装体等的开发也为催化材料的研究提供了出色的素材和理论基础。
其次,光催化技术在技术应用方面也有了长足的进步。
光催化技术在水处理领域已经得到了广泛应用。
例如,一些光催化反应器已经被应用于污水处理、蓝藻水处理、水中有机污染物的降解等方面。
光催化技术在空气净化领域也具有广泛的应用前景。
一些研究人员利用光催化技术研发出的光催化空气过滤器可以高效地去除空气中的大量有害物质,如甲醛、苯等。
此外,光催化技术在新型能源方面也有了成功的应用。
例如,人们已经利用光催化技术和光电极技术成功制备出了太阳能电池、光电化学电池等,这些新型能源的应用可以大大减轻传统能源对于环境的危害。
最后,光催化技术在理论研究方面也得到了进一步深化。
光催化技术一直是从事表面催化反应研究的热点方向之一。
近年来,人们已经利用一些表面化学、电化学、光电化学等手段研究了催化反应机理,也为光催化技术的理论研究奠定了基础。
此外,人们发现新型纳米结构与光催化的关联性,也为理论研究提供了新的角度。
再比如,一些研究人员发现了光诱导的非对称催化反应的特殊性质,这种新的反应方式可以替代传统的对称催化反应,为新型催化剂的开发研究提供了新思路。
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催化氧化反应新进展综述(常熟理工学院化学与材料工程学院,江苏常熟215500)摘要:本文主要总结了烯烃、烷烃、醇等在催化剂存在的条件下发生催化反应的新进展。
关键字:催化氧化;催化剂;烷烃;烯烃;醇物质失去电子的反应叫氧化反应。
在有机反应中,把有机物引入氧或脱去氢的反应叫做氧化反应。
催化氧化反应是指在一定的压力和一定的温度条件下,在以金属材料(如Pt、Pd、Ni等)或非金属材料为催化剂的情况下,与空气、氧气、臭氧等氧化剂进行反应的氧化反应。
催化剂是指一种能够与反应物相互作用,改变反应速率而不改变反应标准自由焓,反应结束时本身依旧保持不变的物质。
我们通常把加速化学反应速率的催化剂叫正催化剂,延缓化学反应速率的物质叫负催化剂。
催化剂具有专一性和高效性,即不同催化剂对特定的反应体系具有选择性(机理选择性)和加速反应趋于平衡而不改变平衡位置的性能。
1 稀烃催化氧化1.1 气固相催化Leals[1]等开发研究双金属催化剂体系,将u-过五氰合钴(Ⅲ)五氰合水合氧化钼(Ⅵ)双(三苯基磷)亚铵盐负载到的硅胶上,在170℃时催化环己烯和氧气进行环氧化反应, 反应产物是氧化环基烯和环己酮,环己烯的选择性最高可以达到58%。
1.2 液相催化Lunsford等将负载钼的沸石催化剂和钴离子交换后得到的沸石或氢型沸石催化剂催化环己烯的液相反应,环己烯的转化率可以达到50%时,生成环氧化物的选择性可达到50% [2]。
此外,Mo-Mn氧化物、过渡金属硼酸盐、重金属络合物也可以作为烯烃液相环氧化的催化剂。
1.3 模拟酶催化Tabushi[3]最先用锰卟啉络合物-氧化-还原体系来进行环已烯的氧化反应,生成的氧化环已烯完全被还原为环己醇。
在Mn(YPP)Cl/O2/NaBH4催化氧化体系进行环己烯环氧化反应,可以得到氧化环己烯、环己酮、2-环己烯-1-醇和环己醇等的混合物。
Groves等[4]用二氧化碳(四间三甲苯基卟啉)钌(VI)[Ru(TMP)(O2)]在常温常压下催化烯烃与空气的环氧化反应,氧分子中的两个氧原子都被利用,同时消耗1mol的氧气生成2mol的环氧化合物。
1.4 氧化铝催化Mandelli[5]报道了使用Dean-Stark水分离器,以60%H2O2水溶液,或直接用无水H2O2为氧化剂,氧化铝催化氧化A-蒎烯,产率可达70% 。
少量的水对反应是有利的,它不仅可以抑制H2O2在氧化铝表面的分解,还可以抑制氧化铝对环氧化产物的催化重排反应及开环反应。
H2O2首先在晶体表面形成过氧羟基活化后再和A-蒎烯反应,无论是酸性、中性还是碱性的氧化铝均具有较高的活性[6]。
1.5 分子筛催化Trong等[7]为了研究金属离子对钛硅酸盐体系的催化活性的影响,在钛硅酸盐分子筛中掺入硼、铝、铁的三价离子,得到了同时具有酸性和催化氧化活性的双功能的分子筛。
通过研究发现,没有掺杂金属的钛分子筛催化氧化A-蒎烯,环氧化物产率可达到100%,而掺杂了金属的钛分子筛催化得到环氧产物和二醇的混合物。
1.6 1,2-二酮催化在液相反应体系中,在光敏化剂丁二酮或1-苯基-1,2-丙二酮存在时,用波长为3 700~4 600 A0范围内的光辐射,丙烯可在氧气气氛中进行环氧化反应生成环氧丙烷和少量的丙酮[8]。
研究结果表明,生成环氧化物和消耗掉的丁二酮的摩尔比率为1.1:1.9。
光敏化剂烯烃环氧化反应的过程。
1.7 杂多酸催化在磷钼杂多酸或磷钨杂多酸催化剂存在条件下,在温和条件和相对的短时间内,各种不溶水的烯烃都进行了环氧化反应,环氧化物的产率可高达在70% ~ 95%。
1.8 Schiff 碱配合物催化张萍给出Schiff碱钴的制备过程,并推测金属Schiff配合物催化环氧化烯烃的反应机理为自由基反应,以苯乙烯为反应物进行试验,在反应体系中加入少量的自由基捕获剂——间苯二酚( 0.05mmol),间苯二酚发生了反应,而苯乙烯未参与反应,转化率几乎为零,由此证明该反应为自由基反应。
1.9 金属酞菁催化杨国玉[9]制备了负载在酸性氧化铝上的酞菁钴(CoPc)催化剂,采用异丁醛为共氧化剂,乙腈为溶剂,反应的转化率和选择性都达到80%以上。
1.10 过渡金属配合物催化章亚东[10]用钼(Ⅵ)配合物-钼合乙酰丙酮作催化剂,叔丁基过氧化氢氧化环己烯,温度50℃反应1h,环氧环己烷产率99.5%。
Tangestaninejad[11]将酰基钼固定在聚合物上作为烯烃环氧化的催化剂,该催化剂可重复利用,是具有高催化活性的非均相催化剂。
试验表明它易过滤除去,循环利用10 次以上催化活性也未损失。
DMF溶剂中反应4h,环己烯转化率达100%。
Da Palma Carreiro [12]用MoO3作催化剂,向反应体系加入嘧啶和吡唑可使催化环氧化的速度加快,提高转化率和选择性。
甲苯作溶剂,100℃条件下反应17 min时测定产物的产率为72%。
Arnold[13]报道,钼负载于环氧树脂上作烯烃环氧化的催化剂。
该催化剂最高使用次数达120次,而不需要任何处理。
90℃苯溶剂中反应24 h,转化率为92%,选择性为96%。
1.11 纳米催化金属和金属氧化物的纳米粒子作为有机反应的催化剂被广泛应用,它具有表面积大,易分离等优点,使反应活性增加。
Susana[14]研究纳米粒子TiO2/SiO2,V2O5/SiO2,Nb2O5/SiO2在烯烃环氧化物反应中催化剂的性能,试验得出纳米物质TiO2/SiO2环氧化的选择性达到100%,转化率达到50%,三者中Ni的催化活性最低。
1.12 甲基三氧化铼催化甲基三氧化铼/过氧化氢组成的氧化体系已成功应用于各类萜烯的催化环氧化反应。
R.Saladino等选用4种不同的聚合物/MTO复合物催化过氧化氢氧化单萜香叶醇、3-蒈烯、柠檬烯甚至对酸敏感的A-蒎烯环氧产物,底物转化率均超过70%,甚至有些超过98%[15]。
一般在用甲基三氧化铼氧化合成对酸敏感的A-蒎烯环氧化物等化合物时,体系中还需加入嘧啶、吡唑等路易斯碱以抑制环氧化物在反应过程中水解为邻二醇[16.17]。
2、烷烃催化氧化2.1 Mo/La-Co-催化剂张昕[18]等制备了一系列Mo/La-Co-O催化剂,并考察了催化剂对甲烷选择氧化制甲醇反应的催化性能。
结果表明,随着Mo量的增加,甲烷的转化率略有升高,甲醇的选择性和产率在7%,Mo/La-Co-O催化剂上最高,其中甲醇的选择性为60%,而收率也提高到6.7%。
陈立宇[19]等以不同的过度金属化合物(TiO2,V2O5,ZnO,K2Cr2O7和KMnO4)作为催化剂,在发烟硫酸溶剂中进行了甲烷液相部分氧化反应的研究,发现在200℃下V2O5催化剂使甲烷的转化率可高达66.3%,而甲醇的产率可达到19.4%。
2.2 NOx 催化阎震[20]等用O2氧化甲烷发现当加入NOx时,反应温度可降低到550℃,因此可以得出NOx对氧化甲烷有促进作用。
汪晓星[22]等研究了VOx,MoOx和WOx负载在SBA-15上甲烷选择氧化反应,发现5wt%VOx,MoOx和WOx负载在SBA-15对甲醛的产率和选择性都有很大的提高,3wt%VOx的负载在SBA-15上最好,产率和选择性可达到5%和80%。
2.3 Rh或Cu离子催化Nakata[23]等和M.Lin[24]等分别报道了在强酸条件下,Rh或Cu离子作为催化剂可使甲烷发生羧化作用,从而说明甲烷可被直接氧化成羧酸。
最近Zerella[25]等报道了用Pd2+离子在硫酸溶液中催化氧化甲烷生成乙酸。
在反应温度为180℃下,乙酸的最好产率可达到14.2%,而选择性可以达到82%。
2.4 Mo/HZSM- 5催化B.S.Liu等[26]同时用TG/DTA对催化剂在反应过程中积碳量对催化剂活性的影响,甲烷的转化率达到了11.1%。
2.5 Mo/HZSM- 5催化剂Yonggang Li等[27]报道了用NH4F处理过的Mo/HZSM-5催化剂也表现出比较高的催化活性,主要也是抑制积碳的发生。
Jun Feng Liu 等[28]用Zn/HZSM-5催化剂上负载Co,在无氧条件下,使甲烷的转化率高达36.9%。
2.6 光催化光催化氧化反应以空气或氧气为氧化剂,光为能源,在常温常压、中性介质等温和条件下直接将环己烷氧化已见研究报道的催化剂有:Fe叶琳-TiO2phCH2、NEt3+ Cl--NaNO3、FeCl3等[29-31 ]。
2.7 多相催化反应环己烷催化氧化的多数反应均是在液相(抑制剂或相转移催化剂及溶剂)中进行的多相催化反应,此类反应属于自由基退化支链的自动氧化反应,应用的催化剂通常为周期表中ⅥB、ⅧB和ⅠB族金属,如Fe、Ru、Co、Mn、Cu等,通常是这些金属与有机物的配合物—金属酞菁、金属环烷酸、金属叶琳、金属β-二酮配合物等。
2.8 过渡金属(Co)催化剂其催化氧化环己烷的单程收率预计可达20%左右,酮醇选择率达到80%。
其工艺过程:在带有机械搅拌的不锈钢高压釜中,将一定比例的环己烷、催化剂和助剂AIBN加人反应釜,在低于150 ℃,压力小于0.1 M Pa下同氧反应。
此外,同为印度学者的T . Punniyamtlrthy等亦有Co盐席夫碱催化剂的研究报道。
2.9 CO2催化Longya Xu等[32]发现在Cr/Si-2催化剂上,增大CO2/C2H6比可提高乙烷的转化率和乙烯的选择性。
3、醇催化氧化3.1 Pd系催化剂Uemura等人已报道使用Pd(OAC)2/吡啶/MS3A /甲苯催化体系,以氧气为氧化剂,一系列的一级醇和二级醇(包括烯丙醇和脂肪醇)被氧化成相应的羰基化合物,产率在89% ~ 100%之间,选择性高[33].Shov及其合作者发现将Pd(OAC)2与烯丙基二乙基磷酸盐(ADP)组成配合物,以Na2CO3或K2CO3作为碱性添加剂,可将一系列的一级和二级醇在温和的条件下高效的氧化成相应的醛和酮。
使用极性溶剂(如DM,DMSO)可加速反应进程[34]。
3.2 Ru系催化剂在Ru化合物催化性能的研究中,有研究者将Ru化合物和TEMPO结合起来进行醇的催化氧化,结果表明该催化体系的催化效果非常好,除脂肪醇、烯丙醇外,环醇和苄醇均能顺利地被氧化成相应的醛和酮,选择性高[35]。
3.3 Cu系催化剂最近,设计出一组反应条件温和、活性高、选择性好的催化剂Cu2(OH)PO4和Cu4O( PO4)2,该催化剂在O2或空气中就可将苄醇和环己醇氧化成醛或酮[36]。
3.4其它催化剂Utimoto等人报道了采用部分镧系金属的硝酸盐M(NO3)3(M=Yb,Tb,Ho,Lu)为催化剂,以亚碘酰苯为氧化剂,催化氧化醇的研究结果表明,该催化体系对一级醇和二级醇的催化活性都较高[37]。