Co-MCM-41的表征及其催化苯乙烯环氧化性能

催化学报 , 2005, 26(11): 1031-1036.

Co-MCM-41的表征及其催化苯乙烯环氧化性能

汤清虎 ^1, , 赵培真 ^2, , 张庆红 ^3, , 王野 ^4,

1.河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡,453007

2.河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡,453007

3.厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005

4.厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门,361005

基金项目: 中国科学院资助项目(20273054;20373055)

关键词：钴 , MCM-41分子筛 , 孤立态钴 , 硅酸钴离子 , 氧化钴 , 苯乙烯 , 氧气 , 环氧化

Characterization and Catalytic Performance of Co-MCM-41 for Styrene Epoxidation

分别采用模板剂离子交换法(TIE法)、水热合成法(DHT法)及浸渍法合成了Co-MCM-41,此催化剂能够在无共还原剂存在条件下催化以氧气为氧化剂的烯烃环氧化反应. 另外考察了催化剂的结构特别是钴的存在状态与催化性能之间的关系,以期能够弄清催化环氧化反应中催化剂活性位的本质. X射线衍射及N2吸附-脱附等结果证实,当导入分子筛中的钴的量在2.2%以下时,所有的Co-MCM-41均具有规整排列的六方孔道结构. 漫反射光谱和H2程序升温还原等结果表明,通过TIE法合成的样品中钴主要以孤立态钴离子(single-site Co(Ⅱ))形式存在,而以DHT法合成的样品中钴主要以微晶态Co2SiO4形式存在,浸渍法合成的样品中则存在大量颗粒状氧化钴. 催化反应结果表明,当钴含量均接近1.0%时,采用 TIE法合成的样品的苯乙烯转化率为45%,而用DHT法和浸渍法合成的样品的苯乙烯转化率均低于30%. 考虑到氧化钴和Co2SiO4的低活性以及DHT法和浸渍法合成样品中可能存在一小部分孤立态钴离子,我们推测MCM-41中的孤立态钴离子是催化活化分子氧发生环氧化反应的高效活性位.

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