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环己酮为重要的有机化工原料,其主要的生产方法为环己烷氧化法。环己基过氧化氢(CHHP)是环己烷氧化过程的重要中间产物,CHHP经催化分解得到环己醇和环己酮,环己醇再进一步脱氢得到环己酮。传统的CHHP分解工艺环己醇和环己酮的总选择性只有87%左右,且在反应过程中产生大量的废碱液,污染环境。开发出环境友好,醇酮选择性高的分解工艺成为提高环己烷氧化反应效率的关键。本文通过将金属钴、铬和铜掺杂在介孔分子筛TUD-1和SBA-15上,在无碱的条件下催化分解CHHP,探究催化剂的结构与性能之间的关系以及催化剂的重复使用性能。本文首先以TUD-1为载体,采用一步法合成了单金属Co-TUD-1、Cr-TUD-1和双金属介孔材料Co-Cr-TUD-1。通过多种手段对催化剂的结构进行表征,并考察其在CHHP分解中的催化性能。结果表明:双金属掺杂催化剂的活性和稳定性优于单金属催化剂,表明双金属之间存在协同作用。其中,Co-Cr-TUD-1(25)(Si/(Co+Cr)=25)催化活性最好,CHHP的分解转化率为96.9%,醇酮选择性分别为22.5%和73.9%。经过三次回收利用,催化剂的活性均有不同程度的降低。高温焙烧可以恢复部分活性,但稳定性不强。其次,采用三种处理方法探讨催化剂失活的原因。(1)将回收催化剂进行高温焙烧处理;(2)将环己烷氧化液用10%Na2CO3碱水溶液进行预处理,降低原料液的酸性;(3)采用六甲基二硅氮烷(HMDS)对Co-TUD-1进行硅烷化修饰,构建催化剂的疏水环境;通过不同表征手段和反应评价,结果表明:高温焙烧能够除去催化剂表面残留的有机物,暂时恢复催化活性,但催化剂的失活现象在新的循环中仍然存在;降低环己烷氧化液的酸性以及提高催化剂的疏水性,均不能有效的减少金属离子的溶脱,该过程为不可逆失活。为考察金属离子种类的影响,以硝酸铜为铜源,采用一步法合成Cu-TUD-1和Co-Cu-TUD-1。对催化剂进行表征和反应评价,结果表明:Co-Cu-TUD-1(50)催化性能最好,分解转化率为81.4%,醇酮的选择性分别为63.8%和37.2%。回收后催化剂的活性下降为73.3%,醇酮的选择性变化不大。铜与钴掺杂的双金属催化剂活性和稳定性均有所下降。最后,以SBA-15为载体,采用浸渍法制备催化剂Co/SBA-15、Cr/SBA-15和Co-Cr/SBA-15,对催化剂进行表征和反应评价,并考察金属负载量和焙烧温度对催化剂结构和性能的影响。结果表明:Co/SBA-15的催化活性高于Cr/SBA-15,8%Co/SBA-15的催化活性最好,CHHP分解转化率为98.1%,醇酮的选择性分别为70.9%和27.9%,但仍然存在金属流失的问题。Co-Cr/SBA-15催化活性较好且能够提高醇酮选择性和酮/醇比,8%Co-4%Cr/SBA-15的活性最好,CHHP的分解转化率为98.0%,醇酮选择性分别为55.2%和42.0%,在双金属催化剂中,金属与载体以及两种金属之间均存在较强的相互作用,这使得金属的流失速度得到抑制,增加了催化剂的稳定性。