论文部分内容阅读
环氧丙烷是第三大丙烯衍生物,是一种重要的有机中间体,也是一种重要的化工基础原料。目前其工业生产方法主要为氯醇法和共氧化法,氯醇法废水、废渣量大,共氧化法联产物多,发展高效绿色无污染的环氧丙烷的制备方法势在必行。本研究旨在使用不同种类的催化剂以氧气作为氧化剂进行光催化丙烯环氧化反应,以达到能提升目标产物环氧丙烷(PO)选择性和生成速率的目的,为进一步研究其工业化过程提供指导。本论文采用溶剂热法制备多孔高比表面积Ti-MOFs,并以此为前驱体制备多孔高比表面积的TiO2,通过浸渍法将Au负载到催化剂上,将催化剂应用于光催化丙烯环氧化反应。研究反应温度、Au的负载量和催化剂的种类对PO的选择性以及生成速率的影响。此外还探讨了 Au/TiO2光催化丙烯环氧化的机理。结果表明:通过Ti-MOFs制备的TiO2较好的保留了 Ti-MOFs多孔、比表面积较大等特点,其比表面积可达到245m2g-1。Ti-MOFs具有环氧化活性,但活性较低,PO的选择性只能达到4.35%,通过Ti-MOFs制备的TiO2环氧化活性有所提升,PO的选择性可以达到13.79%。通过浸渍法将Au负载到催化剂上进行改性,结果表明,当TiO2上Au的负载量为1%时,催化剂的环氧化活性最佳。采用Au(1wt%)/Ti02光催化丙烯气相环氧化,反应温度为75℃,反应空速为6000h-1,混合气体比例C3H6:O2:Ar=1:1:19时,PO的选择性和生成速率都达到最大值,分别为41.04%和66.35μmolg-1h-1。Au/TiO2光催化丙烯环氧化主要是由于气相氧在光催化剂的作用下反应生成原子氧自由基,原子氧自由基与丙烯进一步反应生成环氧丙烷,Au具有等离子共振效应,Au的负载有利于光生电子和空穴的分离,便于丙烯气相环氧化反应的进行。