氧化铈基催化剂上醇类转移脱氢反应研究

论文摘要

由醇类氧化制醛或酮是非常重要的有机化学反应过程，在大规模化学工业生产及精细化学品的生产中有着广泛的应用。以空气、O2、H2O2为氧化剂的高效催化反应体系由于氧化剂廉价、洁净而成为研究热点，目前针对醇类选择性氧化的研究工作大部分都是围绕氧气（空气）作为氧化剂展开的。本文以新颖的催化转移脱氢反应路径实现醇类的选择性氧化过程。研究了由改性沉积-沉淀方法制备的Cu／CeO2催化剂以及贵金属催化剂，用于一级醇和二级醇的转移脱氢过程。在非常温和的反应条件下，催化剂表现出较好的催化性能：产物的选择性基本保持在100％，CeO2负载的Cu和Pd催化剂的催化性能比文献报道的相应催化剂优越，负载型Ir催化剂用于该反应属首次报道，3wt％Ir／CeO2催化剂在仲辛醇转移脱氢反应中的TOF为16h-1，催化活性远远高于现有文献报道的催化剂，产物选择性也保持在100％；通过XRD、TPR、TPD等手段对催化剂进行表征，发现铈基催化剂中金属和载体之间存在着强烈的相互作用；金属在催化剂表面的分散状态、金属粒子大小、载体的粒径大小对催化剂的催化性能都有很大影响；不同醇类在不同催化剂上的催化转移脱氢活性顺序的一致性，为探索该反应的机理提供了线索，最后通过一些实验设计，对反应机理进行了初步的讨论，提出了一种比较合理的反应机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACTS
• 第1章 绪论
• 1.1 醇类物质催化转化的意义
• 1.2 氧化脱氢催化体系研究进展
• 1.2.1 匀相催化系统
• 1.2.2 多相催化系统
• 1.3 氢转移反应
• 1.3.1 氢转移反应的提出及其传统模式
• 1.3.2 催化转移加氢
• 1.3.3 催化转移脱氢
• 1.3.4 氢转移反应的机理
• 1.4 醇类催化转移脱氢研究进展
• 1.4.1 醇类物质催化脱氢
• 1.4.2 醇类物质转移脱氢
• 1.5 本论文的主要工作以及创新点
• 第2章 实验部分
• 2.1 化学试剂
• 2.2 催化剂制备
• 2的制备'>2.2.1 载体CeO₂的制备
• 2.2.2 催化剂的制备
• 2.3 催化剂活性评价以及分析方法
• 2.4 催化剂的表征
• 2.4.1 X-射线衍射（XRD）
• 2.4.2 程序升温还原（TPR）
• 2.4.3 程序升温脱附（TPD）
• 2催化剂醇类物质转移脱氢反应研究'>第3章 Cu/CeO₂催化剂醇类物质转移脱氢反应研究
• 3.1 引言
• 3.2 空白实验
• 3.3 不同载体负载的铜催化剂
• 3.3.1 氧化铝为载体的铜催化剂
• 3.3.2 氧化铈为载体的铜催化剂
• 3.4 不同制备方法的考察
• 3.5 不同醇类物质的催化转移脱氢反应研究
• 3.6 本章小结
• 2负载贵金属催化剂性能考察'>第4章 CeO₂负载贵金属催化剂性能考察
• 4.1 引言
• 2催化剂的性能考察'>4.2 Ir/CeO₂催化剂的性能考察
• 2催化剂的性能考察'>4.3 Pd/CeO₂催化剂的性能考察
• 2催化剂的性能考察'>4.4 Ru/CeO₂催化剂的性能考察
• 4.5 不同催化剂的催化性能比较
• 4.6 本章小结
• 第5章 有关醇类转移脱氢反应机理的讨论
• 5.1 两步的机理以及金属和载体的协同作用
• 5.2 不同底物的活性顺序
• 5.3 有关氢平衡的问题
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢