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DICP OpenIR  > 中国科学院大连化学物理研究所  > 学位论文
学科主题: 物理化学
题名: 温和条件下的甲烷液相选择氧化
作者: 安增建
答辩日期: 2008-05-04
导师: 包信和
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 在温和条件下,使用O2作为氧化剂实现甲烷C-H键的高效活化和定向转化是催化领域一个极具挑战性的研究课题。论文对甲烷在气-液体系进行反应时所面临的这一问题进行了探索,系统的研究了甲烷在液相、温和条件下的有氧选择氧化,主要结果如下: 在CF3COOH介质中,按Pd(OAc)2、对苯醌和NaNO2电势的高低顺序构建了一条包含三个氧化还原对(Pd2+/Pd0、对苯醌/对苯酚和NO2/NO)的电子传递链,在80 ºC、55大气压(CH4 : O2 = 54 : 1)条件下反应10 h,甲烷选择性的氧化生成了CH3OH(以CF3COOCH3形式),基于Pd2+的TON为0.7 h-1,并且没有观察到过度氧化。 在CF3COOH水溶液(CF3COOH : H2O = 1.8 : 1.2)介质中,将构建电子传递链的思想进一步扩展到Pt2+体系,实现了甲烷在(bipy)PtCl2催化剂上的有氧催化氧化。为了解决均相体系中(bipy)PtCl2的分离回收问题,采用化学嫁接方法实现了(bipy)PtCl2在SiO2表面的固定化。在120 ºC、50大气压(CH4 : O2 = 4 : 1)条件下反应10 h,甲烷选择性的氧化生成了CH3OH,基于Pt2+的TON为0.2 h-1,且过度氧化得到明显抑制。 在CF3COOH水溶液(CF3COOH : H2O = 3 : 1)介质中,通过加入CO、CH4和O2,建立了活性氧物种氧化甲烷的反应体系,显著提高了催化效率,甲烷选择性的氧化生成了CH3OH和HCOOH。在140 ºC、40大气压(CH4 : CO : O2 : N2 = 2.25 : 1 : 0.5 : 0.25)条件下反应3 h,甲烷在1%Pd/C-四氯代对苯醌催化剂上选择性的氧化生成了CH3OH,TON可以达到98 h-1,并且没有观察到明显的过度氧化。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114861
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安增建. 温和条件下的甲烷液相选择氧化[D]. 中国科学院研究生院. 2008.
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