Zn/Co-HMS催化氧化异戊醇生成异戊酸

以正硅酸四乙酯为硅源,十二胺为模板剂,通过溶胶凝胶法制备了HMS,Co掺杂的六方介孔硅分子筛(Co-HMS(100));以Co-HMS(100)为载体,硝酸锌、乙酸锌、硫酸锌、氯化锌为Zn源,通过浸渍法制备了负载型催化剂Zn/Co-HMS(100)-N,Zn/Co-HMS(100)-Ac,Zn/Co-HMS(100)-S和Zn/Co-HMS(100)-Cl。通过XRD,FT-IR,TG,NH3-TPD,SEM和N2吸附脱附对不同催化剂进行了表征,并研究了不同催化剂对异戊醇催化氧化生成异戊酸的影响。结果表明:掺杂Co与负载Zn未改变HMS分子筛的六方介孔结构;在550℃焙烧温度下只有硝酸锌和乙酸锌以Zn O的形式存在于载体中;Zn O有助于降低催化剂弱酸含量,有利于反应进行;掺杂Co可以增加催化剂的孔径,有利于反应物与产物扩散。此外,以硝酸锌为Zn源的催化剂Zn/Co-HMS(100)-N较其他3种Zn源催化剂表现出更好的催化效果。在Zn/Co-HMS(100)-N用量为0.5g、反应温度为120℃、反应时间为8h条件下,异戊醇的转化率、异戊酸的收率与选择性分别达到52.2%,26.9%和51.5%;而催化剂Zn/Co-HMS(100)-S和Zn/Co-HMS(100)-Cl几乎没有催化效果。最后,对该催化反应机理进行了初步探讨,发现该反应符合自由基反应过程。