化学镀制备Co_SiO2催化剂及其催化环己烯氧化性能研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100100硕士学位论文（学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：化学工程与技术论文题目：化学镀制备Co/SiO2催化剂及其催化环己烯氧化性能研究英文题目：Co/SiO2catalystspreparedbyelectrolessdepositionforthecatalyticoxidationofcyclohexene学生姓名：程洋洋导师姓名：郝剑敏副教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要环己烯氧化在工业生产中是一个非常重要的反应，本课题采用化学镀的方法在SiO2上沉积钴活性组分作为催化剂，并探索

2、了其用于催化环己烯氧化反应的催化活性。（1）采用化学镀方法制备SiO2负载的Co活性中心催化剂，考察基体种类、基体前处理方法、镀液的配置以及镀液pH值对所制备催化剂的催化活性的影响，当以纳米SiO2粉末为基体，CoSO4·7H2O（0.6277g/L-11.927g/L）为主盐，NaH2PO2·H2O（32g/L）为还原剂，Na3C6H5O7·2H2O（20g/L）为络合剂，H3BO3（20g/L）为缓冲剂，可以制备出不同钴含量的Co/SiO2-ELD-X催化剂。（2）采用XRD、XPS、TEM、EDX和选区电子衍射对催化剂进行表征，发现所有催化剂的镀层表面主要是

3、氧化态的Co，其中Co/SiO2-ELD-1和Co/SiO2-ELD-2催化剂中，镀层中主要含有无定形Co，而Co/SiO2-ELD-3-5催化剂镀层中的Co为六方相晶体结构，这表明在Co/SiO2-ELD-X催化剂中，Co含量的多少直接影响着镀层Co的晶体结构，Co的含量较小，镀层Co为无定形结构，Co的含量较大，镀层Co转化为六方相晶体结构。（3）以分子氧为氧源，无溶剂条件下，在较低的温度下探究Co/SiO2-ELD-X催化剂在催化环己烯氧化反应中的催化活性，其中Co/SiO2-ELD-2催化剂表现出较高的催化活性。主要原因是在Co/SiO2-ELD-X催化剂

4、中，镀层中Co的含量和晶体结构共同决定其催化性能，当Co处于无定形状态时，其独特的原子排列结构，可能导致活性位点的催化性能增强并且能够均匀分散，故Co/SiO2-ELD-2催化剂能够在环己烯的氧化反应中表现出较高的催化活性。以Co/SiO2-ELD-2为催化剂，考察反应温度、时间、催化剂用量以及氧气压力等条件对催化环己烯氧化反应的影响，在反应温度为329K，反应时间为6h，催化剂Co/SiO2-ELD-2的用量为14.5mg，氧气压力为0.2MPa的优化条件下，环己烯的转化率高达49.8%，其主产物的总选择性为83.8%。对Co/SiO2-ELD-2催化剂进行了循

5、环测试，其催化活性并不稳定，可能的原因主要有两个，一是该催化剂在环己烯氧化反应中流失了Co活性组分，二是在循环使用过程中积炭产生并覆盖了催化剂表面的活性位点。关键词：化学镀钴；环己烯氧化；多相催化；氧气I内蒙古工业大学硕士学位论文II内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractOxidationofcyclohexeneisaveryimportantreactioninindustrialproduction.Inthisproject,thecobaltactivecomponentwasdepositedonSiO2asacatalystbyelectrole

6、ssdeposition,anditscatalyticactivityforcatalyzingtheoxidationofcyclohexenewasexplored.(1)SiO2-supportedCoactivecentercatalystwaspreparedbyelectrolessdeposition,andtheeffectsofsubstratetype,matrixpretreatmentmethod,platingsolutionconfiguration,andplatingsolutionpHonthecatalyticactivity

7、ofthepreparedcatalystwereinvestigated,whenthenano-SiO2powderwasusedasthematrix,CoSO4·7H2Oasmainsalt(0.6277g/L-11.927g/L),theNaH2PO2·H2Oasreducingagent(32g/L)，theNa3C6H5O7·2H2Oascomplexingagent(20g/L)andtheH3BO3asbufferingagent(20g/L)andCo/SiO2-ELD-Xcatalystswithdifferentcobaltcontents

8、canbe