环己酮是重要的化工原料,是合成己内酰胺和己二酸的主要中间体。目前,工业生产环己酮较大比例的采用环己烷无催化氧化法,氧化阶段控制环己烷的转化率在3.4%左右,获得重要的中间体环己基过氧化氢（CHHP）,随后采用加碱工艺催化CHHP分解,环己醇、环己酮总选择性为87%,副产物较多且碱液后处理易造成环境污染。因此,开发一种能在无碱条件下高效分解CHHP的催化剂,对于提高环己烷氧化法的竞争力具有重大意义。钴基催化剂在CHHP分解方面有着较好的催化效果及应用前景,但是负载型钴基催化剂在回收使用时普遍存在活性组分流失的问题。本论文将钴基核壳型催化剂应用于CHHP分解反应中,旨在利用核壳包覆的双层结构减少金属组分的流失。首先,采用Co（NO3）2·6H2O热解法制备Co3O4内核,使用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为模板剂,通过正硅酸四乙酯（TEOS）的水解、缩合反应,将SiO2沉积包覆在Co3O4颗粒表面,分别采用焙烧和萃取洗涤两种方法去除模板剂制备Co3O4@SiO2,使用多种技术表征催化剂的结构并考察其催化CHHP分解反应的性能。结果表明:催化剂为球形双层核壳结构,内核Co3O4直径在110-280 nm之间,外壳为无定形SiO2材料,含有介孔孔道,壳层厚度在20-50 nm之间。焙烧去除模板剂的方法会导致Co3O4纳米晶团聚而降低催化活性,萃取洗涤的方法可以有效去除模板剂而保持内核Co3O4的催化活性,该方法制备的Co3O4@SiO2的最佳用量是2 mg Co/g反应液,其催化CHHP分解的转化率为64.20%,低于Co3O4催化的转化率86.18%,说明SiO2壳层增大了扩散阻力,减慢了反应速度。其次,通过改变SiO2壳层制备过程中乙醇和水的比例、CTAB的浓度、TEOS的用量制备了一系列Co3O4@SiO2样品。使用多种技术表征催化剂的结构组成,并在CHHP分解反应中进行催化性能评价和稳定性考察。结果表明:乙醇水溶液中水含量大于10%以上,可以增大壳层无序中孔的孔径,但容易造成Co3O4内核的团聚以及壳层结构的不稳定;CTAB的用量不影响SiO2壳层的厚度和壳层中孔的大小,但是增大其用量会增加催化剂的比表面积和孔容;TEOS的用量增大时,SiO2壳层的厚度增大,同时应该控制TEOS的滴加速率保证壳层厚度的均匀性。性能最好的样品Co3O4@SiO2(VTEOS=0.8 m L)在80℃下反应90 min时,CHHP分解的转化率为81.68%,环己醇、环己酮的选择性分别为70.60%和34.06%,这与其具备更薄的壳层厚度和壳层中具有更高的孔隙率有关。催化剂样品在回收使用过程中均出现了不同程度的壳层破碎现象。再次,探究了Co（NO3）2·6H2O在正辛醇中的热分解反应时间对Co3O4内核粒径及活性的影响以及不同碳链长度的模板剂对壳层孔径及Co3O4@SiO2活性的影响。结果表明:随着热解时间的增加,Co3O4的粒度变大且单分散性减小。Co3O4（1.5 h）活性最好,并且其在回收使用一次后依然呈现较高的活性;使用C18-TAB作为模板剂会形成壳层中较大的孔径,Co3O4@SiO2(C18-TAB)在CHHP分解反应中的活性高于Co3O4@SiO2(C16-TAB),其反应液中的钴含量明显低于Co3O4反应液中的钴含量,说明SiO2的包覆可以有效减缓钴元素的流失。最后,为了提高催化剂的稳定性,采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性Co3O4@SiO2。采用多种表征方法分析了催化剂改性前后的结构组成和形貌,同时将PVP改性前后的催化剂应用于CHHP分解反应并进行了稳定性考察。结果表明:SiO2表面的游离羟基与PVP中的C=O键结合形成了氢键,实现了改性样品Co3O4@SiO2-PVP的制备。Co3O4@SiO2-PVP的催化活性与改性前相比没有下降,五次回收使用后催化性能保持稳定,并且PVP改性有助于进一步减少钴元素的流失。