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环己烷的选择性催化氧化一直是当今催化化学领域最引人注目的研究课题之一，分子氧作氧化剂的多相催化体系由于其学术和经济上的价值更是研究的热点。筛选和设计性能优良的催化剂体系，找到活化饱和碳氢键的最佳途径，是环己烷氧化技术努力的方向。本论文主要采用离子交换的方法制备了含金属的微孔ZSM-5分子筛，经过不同的预处理方式(低温烘干或高温培烧)后，首次将其用作环己烷选择性分子氧氧化反应的催化剂，在无其它溶剂、助催化剂和引发剂的情况下对其催化性能进行了详细的研究；另外还初步研究了Co3O4、M-AlPO等催化剂对环己烷分子氧氧化反应的催化性能；同时对具体反应条件，如温度、压力、时间、引发剂的加入等对反应的影响也作了系统的研究。
对金属交换的ZSM-5分子筛催化环己烷氧化反应的研究表明，在被测试的六种金属交换的ZSM-5分子筛催化剂中(Co、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni)，钴交换的ZSM-5催化剂显示了最好的催化活性。不同的钴催化剂预处理方式对环己烷氧化反应活性没有很大的影响，但是烘干处理的Co-ZSM-5催化剂在反应过程中金属容易流失，使得催化剂很难重复使用；而Co/ZSM-5催化剂回收后经过不同温度的处理，循环实验的结果也不相同：高温煅烧处理后催化剂活性下降，而经过烘干处理的催化剂则可连续使用四次，没有明显的活性下降，也没有发现金属从催化剂中流失。这证明了Co/ZSM-5是一个催化环己烷氧化反应的稳定多相催化剂。另外，与被研究的其它几种催化剂体系(Co3O4、M-AlPO等)相比，Co/ZSM-5显示了最好的催化活性。
对反应温度的研究表明，在大部分被研究的环己烷氧化反应体系中，随着温度的升高，催化反应的活性并不是单一的递增或递减，而是在被研究的中间反应温度(100℃或110℃)下出现最值(环己烷有效转化率出现最大值，酮醇的总选择性出现最小值)。研究中发现，当反应体系中不加任何催化剂，仅加微量自由基引发剂时，在一定压力的氧气作用下氧化反应就可以被引发，达到较高的环己烷转化率和KA-油选择性。研究表明该氧化反应为自由基机理。