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苯甲醛和环氧苯乙烷是苯乙烯催化氧化的产物，是有机合成、香料制备、药物制备中重要的中间体，在有机合成和工业生产领域具有重要的研究价值。该催化反应常用的催化剂一般用水热法制备，合成时间长且消耗大量的热能。因此，研究快速有效的制备方法合成经济高效的催化剂具有十分重要的现实意义。本文采用超声化学方法快速制备出钴嵌入SBA-15介孔材料Co-SBA-15，并应用于催化苯乙烯与过氧化氢反应；采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X-射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附曲线、透射电子显微镜(TEM)等多种分析表征手段，对Co-SBA-15的物理化学性质进行表征。研究结果表明，采用超声技术制备的Co-SBA-15具有结构有序、孔道规整，催化性能优越等特点，可与常规水热法制备的相媲美。另外，改进超声制备方法并扩展到合成钴掺杂的MCM-41介孔材料Co-MCM-41，采用XRD，X射线能谱(XPS)，程序升温还原(TPR)，紫外可见漫反射分析(UV-vis DRS)等表征技术详细研究了钴在Co-MCM-41和Co-SBA-15中不同的存在形态，进一步揭示了其催化氧化苯乙烯性能不同的原因。研究结果表明，钴均匀地掺杂到SBA-15的骨架中以Co(II)的状态存在且不影响SBA-15的结构有序性；而钴以Co3O4的形式高度分散在MCM-41孔道上。对于催化苯乙烯与双氧水反应，Co-SBA-15中Co(II)催化性能优于Co-MCM-41上的Co3O4。另一方面，本文还研究了运用超声浸渍法合成碳纳米管负载钴催化剂Co/CNTs，采用XRD，XPS，TEM表征研究Co/CNTs的形貌及钴离子在碳纳米管上的存在形态，考察了Co/CNTs催化苯乙烯环氧化反应的催化活性及重复利用性。研究结果表明，钴以Co(II)高度分散在碳纳米管上，对苯乙烯环氧化反应具有良好的催化活性和稳定性。反应条件如氧化剂(叔丁基过氧化氢和双氧水)、钴的负载含量、溶剂(甲醇、异丙醇、乙腈、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺)、反应时间等严重影响Co/CNTs催化苯乙烯环氧化反应的性能。在采用叔丁基过氧化氢作为氧化剂，乙腈作为溶剂，钴负载含量为10%，反应时间为10小时的条件下，Co/CNTs催化氧化苯乙烯可实现51.2%的苯乙烯转化率和71.8%的环氧苯乙烷选择性。