水滑石的制備及其催化氧化反應(yīng).pdf

1、水滑石類化合物是一種層狀的雙羥基金屬化合物，金屬陽離子構(gòu)成其骨架層板結(jié)構(gòu)，層間由陰離子組成，化學(xué)通式是[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O。層板金屬陽離子M2+和M3+可以是不同的金屬，層間陰離子An-的選擇也具有多樣性，這種特性使得水滑石具有廣泛的應(yīng)用，在催化領(lǐng)域的具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文用共沉淀恒定pH值法將堿金屬Ba和Ca、堿土金屬K、過渡金屬Co和Cu取代層板Mg制備出Mg3Al1、Ba1

2、Mg2Al1、Ca1Mg2Al1、K1Mg2Al1、Co3Al1、Mg3Cu1Al1和Co3Cu1Al1類水滑石化合物，用XRD對這幾類水滑石的晶型進行了表征，發(fā)現(xiàn)用該法制備出的水滑石結(jié)晶度高、晶相單一、晶型良好。用氮氣吸脫附研究發(fā)現(xiàn)這幾種水滑石均屬于中孔孔徑材料，并且出現(xiàn)了Ⅳ型吸脫附等溫線。用熱重差熱分析發(fā)現(xiàn)，含堿金屬或堿土金屬的水滑石一般有兩個脫附階段，第一個階段是層間水和物理吸附水的脫除，第二個階段是層間CO32-的脫除，用堿金屬

3、或堿土金屬取代的水滑石其熱穩(wěn)定性降低。
　　本論文用CO2-TPD測量了含堿金屬或堿土金屬的Mg3Al1、Ba1Mg2Al1、Ca1Mg2Al1、K1Mg2Al1表面堿性中心的強度和數(shù)量，研究發(fā)現(xiàn)固體堿表面堿性中心的數(shù)量與金屬層板陽離子的金屬性相一致，金屬性越強，堿性中心的數(shù)量越多。同時用漸進法測量了以上幾種水滑石及其450℃焙燒產(chǎn)物和750℃焙燒產(chǎn)物的堿性，發(fā)現(xiàn)用漸進法測得的水滑石堿性中心數(shù)量的多少與用CO2-TPD測得的結(jié)果一

4、致。
　　本文采用Mg3Al1、Mg3Cu1Al1、Co3Cu1Al1和Co3Al1類水滑石化合物為催化劑，催化氧化對甲酚制備對羥基苯甲醛，研究了反應(yīng)液溫度、反應(yīng)時間、氧氣流速等因素對該反應(yīng)的影響，并對氧化反應(yīng)的機理進行研究。研究發(fā)現(xiàn)Co是氧化對甲酚制備對羥基苯甲醛的主催化劑，Cu是有效的助催化劑，即Co3Cu1Al1具有最佳的催化效果。該反應(yīng)的最佳溫度是70℃，最佳反應(yīng)時間是12h，氧氣的最佳流速為20 mL/min，在該反應(yīng)條