基于sn掺杂mcm-41介孔分子筛的合成、表征及其催化环己酮baeyer-villiger氧化

《基于sn掺杂mcm-41介孔分子筛的合成、表征及其催化环己酮baeyer-villiger氧化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湘潭大学硕士学位论文Sn掺杂MCM-41介孔分子筛的合成、表征及其催化环己酮Baeyer-Villiger氧化姓名：钟玲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：罗和安;吴剑20080601摘要ε-己内酯(ε-CL)是一种重要的有机中间体和聚合单体，有着广泛的用途。目前，工业上主要是以过氧酸为氧化剂经环己酮Baeyer-Villiger氧化来生产ε-己内酯，存在高爆炸性和副产羧酸等缺点。用低浓度H2O2(27%)代替传统的过氧酸作氧化剂，环境友好且原子利用率高，更符合绿色化学发展的需求。但由于27%H2O2水溶液氧化活性低，开发高效的催化剂则成为环己酮经B

2、aeyer-Villiger氧化制ε-己内酯的关键。本论文先在低模板剂浓度和弱碱介质中水热晶化合成Si-MCM-41，用XRD、N2物理吸附-脱附和FT-IR等手段对合成的样品进行表征，考察了加料顺序、水热晶化、晶化时间和焙烧等对合成Si-MCM-41的影响，确定了氨水和正硅酸乙酯(TEOS)的加料顺序和较佳的晶化时间。在Si-MCM-41的合成研究基础上，采用水热晶化法(DHT)和模板离子交换法(TIE)合成Sn掺杂MCM-41介孔分子筛，用XRD、N2物理吸附-脱附、FT-IR、ICP-AES、TEM等手段对样品的结构特征进行了细致的研究，考察了Sn前

3、驱体和合成方法对合成Sn掺杂MCM-41介孔分子筛的影响。研究表明：DHT法合成的Sn-MCM-41，Sn物种主要进入分子筛的骨架中；而TIE法合成的Sn/MCM-41，Sn物种主要位于分子筛的表面。本论文还研究了Sn掺杂MCM-41介孔分子筛催化环己酮Baeyer-Villiger氧化反应的性能，讨论了反应温度、催化剂用量、原料配比、反应时间、溶剂等工艺条件对催化反应的影响。结果表明：DHT法制备的Sn-MCM-41介孔分子筛的催化活性明显高于TIE法制备的Sn/MCM-41介孔分子筛的催化活性；Sn掺杂MCM-41介孔分子筛的结构参数对催化活性无明显影

4、响，催化活性主要取决于分子筛中骨架Sn物种的浓度，表面Sn物种不利于主反应的进行。反应较优的工艺条件为：0.1mol环己酮，H2O2/酮(mol.)＝2，1gSn-MCM-41(50)，30g1,4-二氧六环，70℃下反应4h，环己酮的转化率可达28.73％，ε-己内酯的选择性为58.92%。Sn-MCM-41(50)介孔分子筛催化剂重复使用四次后，活性有所降低，但前三次仍可保持较高的催化活性，催化剂失活的原因可能是活性组分Sn有所流失。借助气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术，定性分析了反应生成的副产物主要有6-羟基己酸，2-环己烯酮，2-羟基环己酮等。

5、双氧水的酸性是导致主产物ε-己内酯水解成6-羟基己酸的主要原因。关键词：Si-MCM-41；Sn-MCM-41；环己酮；Baeyer-Villiger氧化；ε-己内酯ⅠAbstractε-Caprolactoneisanimportantorganicintermediateandmonomerwithwideapplication.Atpresenttime,ε-caprolactoneisproducedbyBaeyer-Villigeroxidationofcyclohexanonewithperoxideorganicacidasoxidantwh

6、ichisexplosiveandconventstobyproduct－organicacidinindustry.Usinglowconcentrationofhydrogenperoxide(27%)insteadofperoxideorganicacidasoxidantinBaeyer-Villigeroxidationisanenvironment-friendlyprocess,whichhashigheratomeconomy.So,itcanmeettherequirementofgreenchemistry’sdevelopingmor

7、estrictly.But,thewatersolutionofhydrogenperoxide(27%)isakindofoxidantwithlowactivity.Therefore,researchanddevelopmentofmoreactiveandhigh-performancecatalystsbecomethemostchanllengeproblemofBaeyer-Villigeroxidationofcyclohexanone.Atthefirstpartofthisthesis,Si-MCM-41issynthesizedbyd

8、irecthydrothermalsynthesismethod(