氧化鋁負載錳混合氧化物的表征及其催化應(yīng)用.pdf

1、本論文主要研究Al2O3負載含錳混合氧化物催化劑的制備、表征及其在以分子氧為氧化劑的綠色選擇氧化醇中的應(yīng)用，論文可分為兩大部分。 第一部分研究了采用共浸漬法制備的Al2O3負載Mn-Pb雙金屬氧化物催化劑在以分子氧為氧化劑的芳香醇選擇氧化中的催化性能。XRD、Raman、XAS、TPR的結(jié)果表明，負載在γ-Al2O3上的錳主要是以顆粒狀β-MnO2形式存在，少量鉛的加入能夠促進錳的分散，使負載的β-MnO2顆粒變小，從而顯著提高

2、了催化劑的活性。當錳鉛原子比為2時，催化劑活性最高，在373K反應(yīng)3h苯甲醇的轉(zhuǎn)化率可達到56％。焙燒溫度對催化劑的催化性能有重要影響，較低溫度下(573K)的焙燒的樣品，硝酸鹽不能完全分解，故催化劑活性較低，而過高的焙燒溫度(973K)將導(dǎo)致負載的β-MnO2顆粒變大，部分β-MnO2分解為Mn3O4和Mn2O3，從而使催化劑的活性降低。分散在Al2O3表面的小顆粒β-MnO2是催化苯甲醇氧化的高活性組分。該催化劑能夠有效催化以分子氧

3、為氧化劑的多種醇的選擇氧化反應(yīng)，產(chǎn)物以醛或酮為主；該催化劑能夠多次循環(huán)使用，且在循環(huán)過程中醇的轉(zhuǎn)化率和醛酮的選擇性基本保持不變。 第二部分采用浸漬法制備的Al2O3負載Mn-K氧化物催化劑，考察了其在以分子氧為氧化劑的醇類選擇氧化中的催化性能。通過XRD、BET、Raman、XAS和TPR等手段對制備的催化劑進行了詳細表征。負載在γ-Al2O3上的錳主要是以顆粒狀β-MnO2形式存在，少量的鉀能夠促使α-MnO2的形成，從而顯著

4、提高了催化劑的活性。當錳鉀原子比為1時，催化劑的活性最高，373K反應(yīng)3h苯甲醇轉(zhuǎn)化率可達到72％以上。在較低的焙燒溫度下負載的錳氧化物主要以β-MnO2為主，故催化劑活性較低。而過高的焙燒溫度(973K)將使α-MnO2顆粒變大，同時一部分MnO2轉(zhuǎn)變成了低價態(tài)的錳，從而導(dǎo)致催化活性降低。動力學(xué)研究表明，K1Mn1/γ-Al2O3催化劑上的苯甲醇的氧化反應(yīng)符合Langmuir-Hinshdwood機理模型，較低的反應(yīng)表觀活化能使其具有