负载型纳米金催化剂的合成、表征及性能研究.pdf

黄金 2010年第8期／第3l卷 GoLD 负载型纳米金催化剂的合成、表征及性能研究 谢娟1．一，冯如斌1，赵蔚1，王延吉2 (I．河北工程大学理学院；2．河北工业大学化工学院) 摘要：以Si02和纳米Au颗粒为原料，采用自组装方法合成了负载型金催化剂。应用傅立叶变 子吸收光谱(AAS)等对样品进行了表征。将该催化剂用于空气氧化环己烷反应的实验结果显示， 其不仅具有较高的催化活性和稳定性，而且经简单处理即可重复使用多次。 关键词：金；催化剂；合成；表征；环己烷氧化 中图分类号：O643．36 文献标志码：B 文章编号：1001—1277(2010)08一O004一04 ESCALAB 250型x射线光电子能谱分析仪(英国 0 引 言 ThermoFisher 工业上制取环己酮和环已醇(俗称KA油)的方 法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷氧化 (美国Agilent公司)。 法，其中环己烷氧化法的应用最为普遍，占90％以 1．2 Au／SiO．催化剂的制备 上…。目前，该反应在很低的转化率下获得高选择 向圆底烧瓶中加入一定量SiO”甲苯和MPTMS， 性；或者，为了保持较高的转化率和选择性，大量使用 在磁力搅拌下沸腾回流24h。冷却后滤出产品，依次 对环境造成污染的有机溶剂或助剂，生产工艺面临巨 用甲苯和甲醇洗涤，80℃真空干燥，即得3一巯丙基 大挑战‘2|。 三甲氧基硅烷化Si02(MPTMS／SiO，)。 近年来，金催化剂催化环己烷液相选择性氧化研 在室温下，将巯基修饰的SiO，放入金含量为理 究被不断报道，Au／ZSM一5、Au／MCM一41、论负载量的金溶胶中，电磁搅拌浸泡12h，过滤，蒸馏 Au／SBA一15及Au／Al，O，等都取得了较好效果∞岫J。水洗涤，干燥，焙烧2h后制得Au／SiO：催化剂。因为 然而，浸渍法、共沉淀法和沉淀一沉积法这3种最为 Au颗粒与巯基之间的作用相当强，能以Au—S共 常用的负载型金催化剂制备方法均存在一定缺 价键(键能184 陷【2J。本研究采用自组装方法合成了SiO，负载的纳表面的巯基在自组装过程中可以对纳米Au颗粒起 米Au催化剂，并通过多种手段对其进行表征。在无 到很好的固定作用。 任何有机溶剂和其他助催化剂的条件下，以所得 1．3催化剂活性 1％Au／SiO，催化空气氧化环己烷制取环己酮和环 在容积为100mL的不锈钢高压釜中，依次加入 己醇，取得了较好结果。 l％Au／SiO，催化剂0．01g、环己烷4mL，并充入 3．0MPa的高纯空气。混合物于电磁搅拌下，在 1 实验部分 150 oC反应4h。反应结束后，高压釜用水冷却至室 1．1 试剂及仪器 mm×30 细柱，0．25 Ill，FID检测器)以内标法进行定 除3一巯丙基三甲氧基硅烷(MerMS)为化学纯外， 甲苯和甲醇等其他试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。 量分析，Au／SiO：催化剂则经乙醇洗涤和80℃干燥予