金催化正丙醇氧化制丙酸甲酯的研究

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金早期被认为是一种惰性金属元素,所以没有被应用于催化反应中。然而,上世纪80年代,Haruta首先发现了金催化剂在CO低温氧化反应中具有较好的催化反应活性,随后金催化剂迅速在有毒废气(如NOX、CO)的催化治理、烃类的催化燃烧、不饱和烃的选择加成以及氯氟烃的催化分解等环保、化工领域得到了广泛研究和应用。近年来,金催化剂在醇的氧化反应中也展现了良好的活性。本文采用沉积-沉淀法,以尿素或NaOH为沉淀剂制备负载金催化剂,采用ICP、XRD、TEM、UV-vis、H2-TPR、NH3-TPD和吡啶吸附红外等技术对催化剂进行了表征。将负载金催化剂用于正丙醇氧化合成丙酸甲酯的反应,研究了催化剂制备方法、载体种类、焙烧温度、金负载量等对催化剂催化性能的影响。结果表明以尿素为沉淀剂沉积-沉淀法制备的Au/TiO2催化剂金负载率较高,金颗粒较小且分布均匀。担载量为5%、经过673K焙烧的Au/TiO2催化剂显示出良好的催化反应性能。考察了碱性添加剂、催化剂用量、正丙醇与甲醇摩尔比、氧气压力、反应温度、反应时间等对正丙醇转化率和丙酸甲酯选择性的影响。少量碱性添加剂的加入能显著的提高正丙醇的转化率,并且能有效的减慢Au/TiO2催化剂的失活速率。优化条件下正丙醇的转化率达63%,丙酸甲酯的选择性可达99%,丙酸丙酯是唯一副产物。碱性添加剂存在下,Au/TiO2催化剂可以重复使用六次仍保持良好的催化反应活性。
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