負載型Au催化劑催化醇氧化到羧酸的研究.pdf

1、醇直接氧化為相應(yīng)的羧酸是有機合成中一個重要的官能團轉(zhuǎn)化反應(yīng)，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和精細化工生產(chǎn)中占有非常重要的地位。這類反應(yīng)傳統(tǒng)上采用化學(xué)計量的強氧化劑，雖然這些氧化劑能夠有效地氧化醇合成羧酸，但是同時產(chǎn)生大量的有害副產(chǎn)物，污染環(huán)境。
　　 以空氣、氧氣或H2O2作為清潔氧化劑，水為溶劑的醇的液相綠色催化氧化技術(shù)日益受到人們的重視。Au在催化醇氧化反應(yīng)中穩(wěn)定性好不易中毒，同時具有良好的催化活性。Au催化劑活性受載體性質(zhì)、載體和金屬之間

2、的相互作用及Au顆粒尺寸的影響很大。TiO2是兩性氧化物，性質(zhì)穩(wěn)定，是良好的Au催化劑載體。
　　 本文以介孔TiO2(TiO2-meso)為載體、氯金酸為金前驅(qū)體，尿素沉積沉淀法制備了納米Au/TiO2-meso催化劑，研究了Au/TiO2-meso在催化伯醇氧化合成羧酸的性能。通過與HT、NaY和不同方法制各的TiO2比較，發(fā)現(xiàn)TiO2-meso作為載體性能最好。進一步考察了Au的負載方法、Au負載量、沉積時間、焙燒溫度對A

3、u/TiO2-meso催化正戊醇氧化到正戊酸的影響，發(fā)現(xiàn)尿素沉積沉淀法制備的Au負載量為1.5wt％，90℃沉淀4h，焙燒溫度為350℃的Au/TiO2-meso的活性最好。以最佳制備條件下制備的Au/TiO2-meso為催化劑考察了反應(yīng)條件（反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量、NaOH用量、底物量）對正戊醇氧化反應(yīng)的影響。結(jié)果表明正戊醇在120℃，1.0MPaO2下反應(yīng)6h的轉(zhuǎn)化率為99.58％，正戊酸的分離收率為95.28％。進一步的研

4、究表明該催化劑適用于催化C3-C10直鏈醇和芳香醇的氧化合成相應(yīng)的羧酸。
　　 顆粒尺寸是影響Au催化劑的催化活性的一個重要因素。用CH3I對Au/TiO2-meso進行了處理，得到了更小尺寸的Au簇和再分散的原子級的Aun(1＜n＜10)。將處理后的Au/TiO2-meso應(yīng)用在正戊醇的氧化反應(yīng)中，結(jié)果表明，CH3I處理后的Au/TiO2催化活性沒有提高，正戊酸的選擇性降低，正戊醛的選擇性升高。將使用過兩次后的Au/TiO2-