Cu-Sn双金属纳米催化剂的制备及应用

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双金属纳米催化剂作为一种新型纳米材料,大多具有高催化活性、高选择性、高稳定性和低成本等优点,这些性能决定于它的结构、组分、形态、颗粒大小等因素。合理控制以上因素,可使双金属纳米催化剂表现出优良的活性。而这些影响因素通常可以通过控制合成过程中的热力学参数(温度、还原势)和动力学参数(反应物浓度、扩散量、溶解度、反应速率)来实现。双金属催化剂在合成、催化、表面化学及结构方面的研究越来越引起科研人员的关注。本工作报道的双金属纳米催化剂通过控制其结构和外部形貌,最终达到调节其催化性能的目的。金属Cu和Sn常被应用于多相催化反应。Cu2+对醇类氧化为醛类以及酮类氧化为酯类都具有较强的活性,Sn是一种很好的Lewis酸,Lewis酸在有机和生化转化过程中,对官能团的选择性发挥着重要作用。同时,Sn2+可以增强酮类羰基碳的亲电性,达到活化羰基碳的目的。本文通过共沉淀法制备了Cu—Sn双金属纳米催化剂,对其进行了表征检测,将其应用于环己酮的B-V氧化重排反应中,并分析了动力学的表观活化能。结果表明:催化剂降低了环己酮B-V反应的表观活化能,加快了反应速率。Cu-Sn双金属催化剂应用在环己酮转化为环己内酯的反应中表现出了较好的催化活性。以Cu-Sn摩尔比7:1为最佳摩尔比,煅烧温度为800℃(即Cu-Sn-7:1-800-5),醛酮比2.5:1,5 mL1,2-二氯乙烷,反应温度为55℃,反应时间为6 h,转化率可达到99.9%,收率为99.9%。
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