sio2负载的ru-cu双金属氧化物催化剂上以氧气为氧化剂的丙烯环氧化反应

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1、厦门大学硕士学位论文SiO2负载的Ru-Cu双金属氧化物催化剂上以氧气为氧化剂的丙烯环氧化反应姓名：龙文静申请学位级别：硕士专业：@指导教师：王野2011摘要摘要本论文对Si02负载铜钉双金属氧化物催化剂上以氧气为氧化剂的丙烯环氧化反应的性能进行了研究，考察了钌铜双金属氧化物催化剂的性能及稳定性，对催化剂进行了动力学的研究，通过多种手段表征催化剂并进行构效关联。论文还对碱金属修饰的2wt％RuO=-5wt％CuO．／Si02催化剂进行了初步研究。Si02负载铜钌双金属氧化物催化剂上丙烯环氧化反应的性能相比于单金属氧化物催化剂有较大的提高，在2wt％RuO：

2、-5wt％CuOJSi02催化剂上，得到了最大的环氧丙烷(PO)选择性(35．9％)。我们对该催化剂进行了稳定性考察，在反应进行25h的过程中，丙烯转化率和PO选择性均基本维持不变，该催化剂稳定性很好。反应动力学研究表明，2wt％RuO=-5wt％CuO,,／Si02催化剂上反应活化能与2wt％RuOJSi02催化剂较为相近，而与5wt％CuOJSi02催化剂相差较大。在2wt％RuOx／Si02和5wt％CuOx／Si02催化剂上，主要的部分氧化产物是丙烯醛，而2wt％RuOx-5wt％CuOx／Si02催化剂上，主要部分氧化产物为PO。通过考察接触时间

3、对反应性能的影响，我们发现，在2wt％RuO=．5wt％CuOx／Si02催化剂上，丙烯环氧化生成PO和a．氢氧化生成丙烯醛是平行进行的，但是随着接触时间的延长，丙烯醛更易发生深度氧化。溶胶．凝胶法制备的Si02及Si02负载铜钉催化剂的比表面积为600．800m2·g-1，但是，分析比表面积和催化剂性能可知，比表面积不是影响催化剂性能的主要原因。从XRD研究可知，2wt％RuO=-5wt％CuOx／Si02催化剂中铜和钉以CuO和Ru02形式存在的。从高倍透射电镜研究可知，载体Si02表面既存在孤立的Ru02粒子，也存在Ru02与CuO相邻近的纳米复合物

4、。我们认为，Ru02与CuO纳米复合物应该是催化剂性能有很大提高的主要原因。在2wt％RuQ．5wt％CuO=／Si02催化剂上添加碱金属后，丙烯转化率会有所降低，但是PO选择性会有很大的提高。修饰阳离子对PO选择性有较大影响，而共阴离子对丙烯环氧化性能的影响不大。但是碱金属修饰后的催化剂的稳定性都很差，随着反应进行，PO选择性显著降低。我们认为PO选择性的降低是由Cl流失引起的。关键词：丙烯环氧化；氧气；铜钌催化剂；碱金属；协同效应AbstractAbstractThisdissertationcontributestothestudiesontheep

5、oxidationofpropylenebymolecularoxygenoverRuOx-CuOx／Si02catalysts．Theperformanceandstabilityofthecatalystshavebeenstudied．Thestructuresofthecatalystsandtherealationshipwit量lcatalyticperformanceshavebeeninvestigated．Thecatalyticperformancesofalkalimetalion-modifiedRuOx-CuOx／Si02cata

6、lystshavealsobeenbrieflydescribedinthisdissertation．ThepresenceofRUQsignificantlyenhancedthecatalyticperformanceofCuOflSi02catalystfortheepoxidationofpropylenetopropyleneoxide(PO)by02．Overa2wt％RuOx-5wt％CuCVSi02catalyst,weachievedthehighestPOselectivityof35．9％．Thiscatalystshowedgoo

7、dstability．During25hofreaction,thepropyleneconversionandPOselectivitydidnotundergosignificantchanges．Kineticstudiesrevealedthattheactivationenergyforthe2wt％RuOx-5wt％CuOflSi02catalystwassimilartothatforthe2wt％RuO／Si02andhigherthanthatofthe5wt％CuOJSi02．Overboth2wt％RuOx／Si02and5wt％Cu

8、Ox／Si02catalysts，themainpartialox