CeX分子筛催化分子氧选择性氧化环己烷

摘要

用液相离子交换法引入Ce离子对NaX分子筛改性,对比Ce(Ⅲ)X、Ce(Ⅳ)X对环己烷氧化反应的催化效果,主要考察了Ce(Ⅲ)X的不同离子交换度,以及不同焙烧气氛下离子占位和价态变化对环己烷氧化的影响。结合X射线衍射、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱仪等方法对改性催化剂进行分析。研究表明,Ce(Ⅲ)X催化环己烷氧化反应的转化率是NaX分子筛的2.6倍,略高于Ce(Ⅳ)X分子筛;随着Ce(Ⅲ)X的离子交换度由13.4%增加到76.2%,环己烷的转化率由3.15%提高到8.54%;Ce(Ⅲ)X在真空氛围和空气氛围下焙烧,环己烷转化率分别降至7.5%和5.7%,催化活性的降低与Ce(Ⅲ)离子向方钠石笼迁移和价态变化有关。同时得出最优的工艺条件:氧气压力为1.5 MPa,反应温度为150℃,搅拌速率为800 r min,反应时间为2 h。在最优条件下环己烷转化率为8.54%,目标产物(环己酮和环己醇)选择性为86.39%。