环己烷催化氧化制KA油(环己酮和环己醇)是烷烃催化氧化反应的重要代表,因此,一直被催化科学领域和产业界所广泛关注。目前该反应过程的工业生产主要是采用非催化剂法和均相催化剂法,它们存在着诸如转化率和选择性不高、反应条件不温和、产物复杂、分离操作和运行成本高等诸多问题,为非环境友好过程。研究开发绿色和温和条件下的环己烷氧化制KA油反应,具有极强的科学意义和工业价值。本课题中主要开展了在光催化和常温常压催化两类温和条件下的环己烷氧化制KA油(环己酮+环己醇)反应研究。在光催化环己烷氧化反应研究中,制备了具有高效、无毒和环境友好特点的一系列不同元素掺杂的二氧化钛催化剂,自行设计了简易的光催化装置,并将其用于环己烷氧化反应。考察不同掺杂元素及其掺杂量等因素对于催化剂结构和光催化性能的影响。研究结果表明,在以125W的高压汞灯作为紫外光源、氧气为氧化剂、无引发剂和常温常压的条件下,掺杂了5 mol%Zn的催化剂(Zn- Ti-5%)的性能最佳,6小时反应后,得到了环己烷转化率为2.34%、KA油选择性100%(环己酮68%+环己醇32%)的结果。在常温常压条件下的环己烷温和氧化反应研究中,制备了一系列不同的金属离子配比的CoMnAPO催化剂,并详细表征了催化剂的结构。考察了不同掺杂元素及其掺杂量、反应时间、气速、引发剂用量、催化剂用量等因素对于反应性能的影响。在反应温度:348K、催化剂用量:0.4g、原料和溶剂质量比:1:1、引发剂用量:0.53ml、氧气流速:8.7ml/min、反应时间:8h等条件下,以金属(Co+Mn)总摩尔含量与Al2O3的摩尔比为0.2、晶化温度为453K、金属Co(摩尔数)/Mn(摩尔数)=1:1条件合成的材料为催化剂温和催化氧化环己烷,获得了环己烷转化率3.1%,环己醇选择性为95%的结果。本论文中所开发的两种环己烷温和氧化反应工艺均在常温常压进行,通过催化剂的筛选和反应工艺参数的优化,均获得了好于目前工业化生产数据的结果。该成果为今后环己烷多相催化氧化制环己酮和环己醇过程的工业化研究提供了有益的科学积累。