金属酞菁/介孔分子筛催化剂的催化性能研究

来源 :齐齐哈尔大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:kernel_gdi_user
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以3,6-二羟基邻苯二甲腈为原料合成了3,6-(异戊氧基)邻苯二甲腈,并对所合成的物质进行了红外光谱(IR)、氢核磁共振谱(1H NMR)表征。以3,6-(异戊氧基)邻苯二甲腈和各金属盐的醇溶液为原料,在强有机碱1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7(简称DBU)的作用下合成了四种八取代金属酞菁配合物,即α-(异戊氧基)酞菁锌(钴,镍,铜),产物采用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、元素分析和热重进行表征。采用浸渍法将四种金属酞菁配合物α-(异戊氧基)酞菁锌(钴、镍、铜)分别负载到介孔分子筛SBA-15和MCM-41上,制备了ZnPc/SBA-15、CoPc/SBA-15、NiPc/SBA-15、CuPc/SBA-15、ZnPc/MCM-41、CoPc/MCM-41、NiPc/MCM-41、CuPc/MCM-41八种复合催化剂,产物采用红外光谱、扫描电镜和N2吸附进行表征。分别以酞菁浓度、中心离子和溶剂的不同对制备的四种金属酞菁进行了UV-Vis光谱的性质研究。实验数据结果显示:金属酞菁的吸光度A随浓度的增加而增大;在相同溶剂中,中心离子不同,最大吸收波长λmax有所不同;在不同溶剂中,最大吸收波长λmax也有所差异,但遵循一定的规律。在(20±1)℃,氧气气氛下,分别研究了催化剂类型和用量不同时,对一定浓度的巯基乙醇溶液进行催化氧化实验的探究。实验结果表明:不同催化剂表现出了不同的催化速率,MPc/SBA-15系列催化剂的催化速率显现出了一定的规律性,即CuPc/SBA-15>CoPc/SBA-15>NiPc/SBA-15>ZnPc/SBA-15;催化剂的催化速率并不都是随着催化剂质量的增加而增大,而在两个系列的催化剂中,酞菁铜负载介孔分子筛后制备的的催化剂表现出了良好的催化性质,且催化速率CuPc/SBA-15>CuPc/MCM-41。研究了CuPc/SBA-15和CuPc/MCM-41在四种不同温度下对催化氧化巯基乙醇溶液的影响和该类催化剂的重复使用问题。实验结果表明:两种催化剂均随着温度的不断升高,催化速率逐渐增大,CuPc/SBA-15表现出了良好的、稳定的催化活性,从对两个催化剂的动力学曲线研究可知,均满足阿仑尼乌斯公式,且该反应是一个吸热反应,两催化剂CuPc/SBA-15和CuPc/MCM-41的活化能分别为24.94kJ/mol、18.71kJ/mol。两种催化剂均可重复使用,但CuPc/SBA-15的重复使用效果较好,CuPc/MCM-41重复使用至第五次失去活性。
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