鸡蛋白及其固载金属卟啉催化氧气氧化乙醇

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乙醇是一种基本的有机化工原料,可用于生产乙醛,乙酸,醋酸酐和乙酸乙酯。传统的方法成本高,或催化剂制备时间较长,而且有些会造成环境污染,限制了它们的工业应用范围。   绿色化学是当前化学化工生产的主要研究方向之一。乙醇是一种绿色的生物质衍生物,寻求一种乙醇氧化生成其相应高附加值产品的新技术是研究的热点。鸡蛋白及其固载金属卟啉催化氧化乙醇生成乙酸的研究国内外未见报道,它创新地应用绿色仿生催化氧化反应体系于实际生产研究中,对于当地社会经济的发展有着重要意义。   本工作是以氧气为供氧体,鸡蛋白及其固载四苯基金属卟啉为催化剂,研究在不同温度、压强及催化剂用量的条件下,催化氧气氧化乙醇选择性生成乙醛和乙酸。研究催化剂的催化核心,初步探讨了催化氧化机理。本论文主要工作如下:   1.绪论中综述了乙醇催化氧化的研究进展,对金属卟啉及固载金属卟啉在催化方面的应用进行了概述,介绍了鸡蛋白及其主要成分的研究情况。   2.合成了鸡蛋白及四种鸡蛋白固载金属卟啉催化剂,并用紫外可见光谱及傅立叶红外光谱技术对其结构进行表征。   3.用鸡蛋白作催化剂,探讨了催化剂的催化中心,考察了反应时间、反应温度、氧气压力、催化剂用量等因素对氧化乙醇的影响。研究结果表明:鸡蛋蛋白中的转铁蛋白在催化乙醇氧化过程中起着催化作用。在最佳反应条件下,乙醇摩尔转化率为14.5%,选择性(乙醛+乙酸)达74.1%。   4.分别用固载金属锰卟啉、钴卟啉、双锰卟啉及双铁卟啉鸡蛋白做催化剂,催化氧化乙醇,对乙醇催化氧化反应的工艺条件进行优化,找出催化剂催化反应的最佳反应条件。   5.在固载催化剂各自催化反应的最佳条件下比较了四种固载催化剂与鸡蛋白的催化氧化性能。研究发现,单金属卟啉鸡蛋白较不固载的鸡蛋白催化活性有明显的提高;固载作用对双金属卟啉鸡蛋白的催化作用无显著效果。五种催化剂在各自最佳条件下转化乙醇的能力为:Co TPP/HEW>Mn TPP/HEW>(Fe TPP)2O/HEW> HEW>(Mn TPP)2O/HEW。   6.最后,结合既得实验数据和有关文献,讨论了固载催化剂催化氧气选择性氧化乙醇这一反应的可能机理。
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