锰氧化物深度催化氧化邻二甲苯的研究

合集下载

邻二甲苯研究报告

邻二甲苯中国市场调研报告一..邻二甲苯概况1原料来源邻二甲苯（二甲苯）主要有四种来源：(1)催化重整主要用来生产芳烃，催化重整产物中，二甲苯含量的质量分数为22%。

(2)裂解汽油它是从液态原料，即石脑油、轻油和重柴油经蒸汽裂解制乙烯时的联产物，其中二甲苯含量的质量分数为6.7%。

(3)煤焦油主要是煤炭工业和冶金工业的副产物。

煤在炼焦炉中高温热解生成的气态和液态产物，以气态形式从炭化室逸出。

这种气体称为“荒煤气”，经冷凝、气液分离就得煤焦油。

每100t煤炼焦可得到煤焦油4万t。

其中二甲苯含量质量分数为5%。

(4)甲苯歧化甲苯歧化也能得到二甲苯。

2 基本资料中文名称：1，2-二甲苯。

英文名称：1,2-xylene。

别名：邻二甲苯。

CAS No.：95-47-6。

分子式：C8H10。

分子量：106.17。

危险标记：7(易燃液体)。

3理化性质主要成分：含量≥96％。

外观与性状：无色透明液体，有类似甲苯的气味。

熔点(℃)：-25.5。

沸点(℃)：144.4。

相对密度(水=1)：0.88。

相对蒸气密度(空气=1)：3.66。

蒸气压(kPa)：1.33(32℃)。

燃烧热(kJ/mol)：4563.3。

辛醇-水分配系数(KOW)：2.8。

稳定性和反应活性：稳定。

危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与氧化剂能发生强烈反应。

流速过快，容易产生和积聚静电。

其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

溶解性：不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。

4存储及运输储存的管理：储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

库温不宜超过30℃。

保持容器密封。

应与氧化剂分开存放，切忌混储。

采用防爆型照明、通风设施。

禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

运输的管理：本品铁路运输时限使用钢制企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。

《锰基双金属催化剂催化氧化甲苯性能研究》

《锰基双金属催化剂催化氧化甲苯性能研究》一、引言随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中有机废气污染已成为重要的环境问题之一。

甲苯作为一种常见的有机污染物，其排放对环境和人体健康造成了严重威胁。

因此，寻找高效、环保的甲苯催化氧化技术成为了当前研究的热点。

锰基双金属催化剂因其高活性、高选择性及良好的稳定性，在甲苯催化氧化领域具有广泛的应用前景。

本文旨在研究锰基双金属催化剂的制备、表征及其在甲苯催化氧化中的性能，为进一步推动该领域的研究和应用提供理论依据。

二、实验材料与方法1. 催化剂制备本文采用共沉淀法制备锰基双金属催化剂。

以锰、另一种金属（如铜、钴等）的硝酸盐为原料，通过调节金属离子比例，制备出不同比例的锰基双金属前驱体溶液。

将前驱体溶液与沉淀剂混合，得到沉淀物，经过洗涤、干燥、煅烧等步骤，最终得到锰基双金属催化剂。

2. 催化剂表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征，分析催化剂的晶体结构、形貌及元素分布。

3. 甲苯催化氧化实验在固定床反应器中，以空气为氧化剂，对甲苯进行催化氧化实验。

通过改变反应温度、气体流量等条件，研究催化剂在甲苯催化氧化中的性能。

三、结果与讨论1. 催化剂表征结果XRD结果表明，锰基双金属催化剂具有较好的晶体结构，且随着另一种金属的加入，催化剂的晶体结构发生了一定程度的变化。

SEM和TEM结果显示，催化剂具有较高的比表面积和良好的分散性，有利于提高催化性能。

2. 甲苯催化氧化性能研究实验结果表明，锰基双金属催化剂对甲苯催化氧化具有较高的活性。

在相同的反应条件下，锰基双金属催化剂的催化活性明显高于单一锰氧化物催化剂。

此外，不同比例的锰基双金属催化剂在甲苯催化氧化中的性能也存在差异。

通过优化金属比例，可以得到具有较高催化活性的锰基双金属催化剂。

在反应过程中，催化剂的稳定性也是评价其性能的重要指标。

本文通过多次循环实验发现，锰基双金属催化剂具有良好的稳定性，能够在较长时间内保持较高的催化活性。

锰的氧化实验及动力学分析

锰的氧化实验及动力学分析
近年来，锰的氧化受到越来越多科学家的关注，氧化锰主要是指将纯净的金属
锰的元素暴露在含氧的环境中，催化氧化反应，生成锰氧化物的化学反应过程，并且这一化学反应过程有一定的动力学特性。

从实验上来看，当锰进入反应器时，锰元素在氧介质中能够发生受活性质的氧
化反应，观察发现，这种反应器初始的反应速率受温度影响，温度的升高，反应的速率也随之上升，而有限的反应溶液温度限制，反应的速率也会随着反应温度的升高而放缓，最终停止反应，当温度降低时，反应也会减缓，最终临界性进入停止反应状态，大量的锰氧化物便会在反应器中形成。

从此动力反应动力学分析来看，关于氧化锰过程的反应率常数可以用单步反应
速率常数k和准应变值（α）来描述，它符合一种独立的快速机制，也就是说在反应中，激发的能量完全由锰的单质内部而来，并且经过实验发现，活化能的值具备一定的的温度依赖性。

总的来看，锰的氧化及动力学分析是一项研究非常有价值，重要的实验发现大
量的反应特性，研究者们可以深入分析反应电子动力学机理，为针对锰氧化反应优化催化剂以及分析研究各种具有重大氧化作用的催化剂，把握一个完整的实验过程，逐步完善反应动力学和机制建议，进一步提高该领域的研究进度和质量。

锰氧化物深度催化氧化邻二甲苯的研究

2.2催化剂的表征
2.3 催化剂性能评价
催化剂的活性分别由邻二甲苯的分解率(Xo-xylene)、二氧化碳产率(YCO2) 综合评价:
2.4 结果与讨论
2.4.1 制备方法对MnOx(8-2-400)催化剂催化性能的影响
结论：RP-MnOx(8-2-400)催化剂表现出较高催化活性，T50为192℃， T100为220 ℃ ，且在220℃二氧化碳的产率可达100%；CP-MnOx(8-2400)催化剂，T50为248 ℃ ，T100为270 ℃ ，在270 ℃二氧化碳的产率只有90%。
BET:
表2.3 不同陈化时间对制备的RP-MnOx(8-2-400) 催化剂的比表面积、孔容、孔径测试结果
结论：随陈化时间的增加，催化剂比表面积降低，但12h以后比表面积就无太大变化了，这可能是催化剂在陈化12h后己经形成大晶体，再延长陈着陈化时间的增加催化剂中混入杂质，使得活性中心 Mn2+伍减少，最终影响了催化剂深度催化氧化邻二甲苯的能力。
3.4.2 催化剂表征结果分析
EDS:
结论：天然锰矿的成分较为复杂，其中主要成分为锰氧化物，Mn 元素的含量为55.1%;其次是硅氧化物，Si元素含量为 21.76%;铁氧化物位居第三，Fe元素的总含量为17.5%。
XPS:
结论：NMO和NMO-K-0.07的主要活性成分都为MnO2。NMO-K0.07催化剂活性提高的原因之一是K的添加改变了Mn周围的电子状态，Mn-O键键能的减弱使MnO2中O解吸，增加了晶格氧含量，从而提高了催化活性。
H2-TPR:
结论：随着焙烧温度的提高RP-MnOx(8-2-Z)催化剂还原能力下降，推测可能与提高焙烧温度后MnO2晶体烧结，比表面积降低，活性位减少有关。

低温高活性α-MnO_2的制备及催化燃烧性能的研究

低温高活性α-MnO_2的制备及催化燃烧性能的研究城市空气污染作为一个新兴的环境卫生问题，遍布于全世界的很多城市。

城市空气污染物的主要来源为工业废气、机动车尾气和汽油在搬运、储存的蒸发损失等。

因此，苯（Benzene）、甲苯（Toluene）和二甲苯（Xylene）等（以下简称为BTXs）这类城市空气污染物随处可见，存在于大气中，也存在于室内环境。

据报道，长期在BTXs环境中生活会导致急性和慢性中枢神经系统、呼吸系统、心血管和肾脏疾病。

BTXs正不断地吞噬着人们的生命。

众多治理BTXs技术中，催化燃烧法因其高效、环保等优点而广泛采用。

催化燃烧技术最关键之处是催化剂的制备。

本文实验以邻二甲苯（o-xylene）为目标处理物，研制出一系列低温高活性催化剂。

实验结果如下：（1）采用氧化还原共沉淀法，以高锰酸钾（KMnO4）为氧化剂，乙酸锰（Mn（Ac）2）、丙酸锰（Mn（CH3CH2COO）2）、硝酸锰（Mn（NO3）2）、硫酸锰（Mn（SO4）2）为还原剂，制备出一系列α-MnO2（分别标示为Mn-A、Mn-B、Mn-C和Mn-D）。

探究了二价锰盐种类、体系pH值和反应物的滴加顺序对催化剂结构和性能的影响。

研究发现Mn-A、Mn-B和Mn-C可在210℃使邻二甲苯完全转化为CO2和H2O，较Mn-D的完全氧化温度降低了30℃。

钴、锰基金属氧化物催化剂去除甲苯研究进展

钴、锰基金属氧化物催化剂去除甲苯研究进展
赵秋娜;罗明生;刘清龙
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2022(51)3
【摘要】综述了催化氧化去除甲苯的研究进展,重点论述了Co、Mn基金属氧化物催化剂去除甲苯的最新研究进展及其催化剂的结构形态效应。

从合成条件、制备方法、载体、助剂、双金属之间的协同作用等方面总结了Co、Mn基催化剂的甲苯氧化催化性能,分析了催化剂的物理结构、表界面结构、活性组分分散度的结构形态效应,概述了催化氧化甲苯的反应机理。

掺杂合适比例的双金属可以调变单金属氧化物催化剂的活性氧物种含量、还原性以及增强双金属间协同作用;通过调控不同的合成条件或方法,可充分发挥催化剂的结构形态效应,进而有利于提高催化氧化去除甲苯的催化性能。

【总页数】7页(P831-836)
【作者】赵秋娜;罗明生;刘清龙
【作者单位】北京工业大学环境与生命学部;北京石油化工学院化学工程学院;北京石油化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ426;X511
【相关文献】
1.面向金属-空气电池和中低温固体氧化物燃料电池应用的钴基电催化剂综述
2.掺铈的铜锰钴复合氧化物催化剂对甲苯催化燃烧的性能研究
3.负载型钴锰复合金属氧化物催化剂催化分解N2O
4.锰基氧化物上甲苯催化氧化的研究进展
5.铁/锰氧化物改性碳基催化剂的制备及其对甲苯的脱除性能
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Pd基催化剂上催化氧化邻-二甲苯研究的开题报告

Pd基催化剂上催化氧化邻-二甲苯研究的开题报告
一、研究的背景和意义
邻-二甲苯（o-xylene）是一种有机化学品，广泛用于制造有机合成
材料、染料、涂料等化工产品。

然而，邻-二甲苯是一种有毒有害物质，
对环境和人体健康会造成不良影响。

因此，研究如何高效降解邻-二甲苯
是一项重要的工作。

在催化降解邻-二甲苯的方法中，Pd基催化剂被广泛应用。

Pd基催
化剂不仅具有高效催化性能，还具有良好的抗氧化、耐腐蚀等特点，在
邻-二甲苯催化降解中表现出了优异的性能。

因此，本研究旨在通过Pd基催化剂的催化作用，实现邻-二甲苯高
效降解，探究Pd基催化剂在该过程中的催化机理和作用。

二、研究的内容和方法
本研究将采用Pd基催化剂作为催化剂，以邻-二甲苯为反应物，在
一定条件下进行氧化反应。

在反应过程中，通过采用不同比例的Pd基催化剂，研究Pd基催化剂的催化活性和催化稳定性，探究催化剂比例对邻-二甲苯降解效率的影响。

同时，利用XRD、TEM等仪器对Pd基催化剂的物理属性进行分析，研究催化剂的微观形态和晶体结构特征，探究Pd基催化剂在反应过程中的催化机理和作用。

最后，对Pd基催化剂在邻-二甲苯催化降解中的应用前景进行分析
和展望。

三、研究的意义和价值
本研究将为邻-二甲苯高效降解提供一种新的研究思路，为环境保护和化工行业的可持续发展做出贡献。

同时，通过研究Pd基催化剂的催化
机理和作用，可以为Pd基催化剂的应用提供更全面的理论支持和技术指导，促进Pd基催化剂在其他有机污染物降解领域的应用。

锰氧化物催化剂制备及其催化性能能研究

制备方法
优点
可制得纳米级产物，形貌均一，能实现产物的可控制备
耗能量低，条件更为温和
制备方法
缺点
能耗大，产量小，反应条件要求苛刻
反应条件复杂，产率低的缺点
水热合成法
溶胶凝胶法
微乳液法
沉淀法固相法
微粒单分散性好
制备条件温和，操作简单操作和控制条件灵活，能耗低，反应选择性好、产率高、环境污染小

沉淀法制备的锰氧化物的XRD表征分析
Intencity (a.u.)
碳酸钠沉淀法
氨水沉淀法
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
2θ (°)
图3-1 沉淀法制备的锰氧化物XRD谱图 Fig.3-1XRD spectrum of MnOx prepared by coprecipitation
氨基乙酸燃烧法制备的锰氧化物的XRD表征分析
650 600 550 500 450 400
Intensity
350 300 250 200 150 100 50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 c
b
a
Position[2Theta] a:CT325,b:CT550,c:CT700
氨基乙酸燃烧法制备的锰氧化物对间苯二酚的降解效果分析
30
50
25
40
间苯二酚降解率 (%)
20
间苯二酚降解率 (%)
30
15
10
5
a b c d e

不同醛类制备的二氧化锰对邻二甲苯催化氧化活性的分析与研究(0420)

本科生毕业论文（设计）册学院化学与材料科学学院学院专业科学教育班级2009级科学教育1班学生温曼指导教师论文编号河北师范大学本科毕业论文（设计）任务书编号：论文（设计）题目：不同醛类制备的二氧化锰对邻二甲苯的催化氧化活性的分析和研究学院：化学学院专业：科学教育班级：2009级科学教育1班学生姓名：温曼学号：2009010213指导教师：吴银素职称：副教授1、论文（设计）研究目标及主要任务通过查阅大量资料来了解催化剂的有关课题和最新动态，进而来了解锰的氧化物研究。

通过上网查阅文献来了解α型二氧化锰的相关知识，进而对利用锰氧化物催化氧化邻二甲苯进行了进一步了解。

找到制备最好的醛类，以及催化活性最好的焙烧温度。

2、论文（设计）的主要介绍国内环境污染及治理现状，重点介绍锰的氧化物对催化氧化的重大利用价值；制备α型二氧化锰；考察催化剂制备反应中的反应条件进行探索；并对制备的催化剂结构进行表征。

3、论文（设计）的基础条件及研究路线基础条件：图书馆书籍、期刊杂志、网络资料，实验药品设备。

研究路线：锰的氧化物的制备；优化实验条件及催化剂的表征；催化性能测试。

4、主要参考文献[1] Wei Xiao, Hui Xia, Jerry Y.H. Fuh, et al.Growth of single一crystal α一Mn02nanotubes prepared by a hydrothermal route and their electrochemical properties.journal of Power Sources 2009(193):935-938;[2] 李东升,王尧宇,刘萍等。

超声辐射沉淀法制备纳米γ-Mn02的研究。

无机化学学报。

2005(020202-OS):1001-4861[3] 蔡燕红，陈力勤，陈日耀等。

超声波电氧化合成纳米Mn02及其在制备甘油醛中的应用。

1006-3471 (2007) 03-325-045、计划进度阶段起止日期1 对研究内容有大致了解，查阅大量资料文献，完成任务书及开题报告2013.01.10-2013.02.202 准备实验，通过阅读资料完成综述，外文翻译2013.02.20-2013.03.073 完成实验，完成论文初稿2013.03.08-2013.04.204 修改论文初稿，准备论文答辩2013.04.20-2013.05.10指导教师：2013 年月日教研室主任：年月日河北师范大学本科生毕业论文（设计）开题报告书化学学院科学教育专业2013 届学生姓名温曼论文（设计）题目不同醛类制备的二氧化锰对邻二甲苯的催化氧化活性分析和研究指导教师吴银素专业职称副教授所属教研室有机化学研究方向有机分析课题论证：近来，室内空气污染引起了广泛的关注。

用于甲苯液相催化氧化的锰氧化物催化剂及制法和应用[发明专利]

专利名称：用于甲苯液相催化氧化的锰氧化物催化剂及制法和应用
专利类型：发明专利
发明人：徐杰,李晓强,周利鹏,高进,王峰
申请号：CN200510009535.6
申请日：20050221
公开号：CN1824383A
公开日：
20060830
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用于甲苯液相催化氧化制备苯甲酸和苯甲醛的锰氧化物催化剂及其制备方法和应用，锰氧化物可以是二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰和氧化亚锰以及其它混合价态的锰氧化物，该催化剂可以通过热分解法、水热法或者是沉淀法制备。

该催化剂可在分子氧的存在下应用于甲苯液相氧化，具有较高的活性、选择性和稳定性。

申请人：中国科学院大连化学物理研究所
地址：116023 辽宁省大连市中山路457号
国籍：CN
代理机构：中科专利商标代理有限责任公司
代理人：周长兴
更多信息请下载全文后查看。

锰氧化物液相高效选择性催化氧化甲苯生成苯甲酸

锰氧化物液相高效选择性催化氧化甲苯生成苯甲酸廖菽欢;程高;何彬彬;余林【摘要】甲苯选择性氧化制备苯甲酸是小分子有机化学中重要的反应, 是廉价芳香烃提高附加值的最有效途径之一. 以同一比例的反应物为原料, 在4种不同温度的条件下, 考察温度对于催化剂形成的影响, 并以甲苯液相选择性催化氧化生成苯甲酸为探针反应. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET比表面积、程序升温还原(H2-TPR)等表征手段对所得锰氧化物进行表征, 分析其催化能力差异的原因. 最后在温和的回流反应体系下, 80 ℃合成的锰氧化物表现出较好催化性能和优异的目标产物选择性. 在优化反应条件下, 甲苯的转化率达到44.67%, 目标产物苯甲酸的选择性达到79.18%.%Selective oxidation of toluene to benzoic acid is an important reaction in small molecular organic chemical, which is a most efficient method for increasing addition value of cheap aromatic hydrocarbon. In four different temperatures, some reactants with same proportion are taken as the raw material, investigating the effect of temperature on catalyst forming. The selective catalytic oxidation of benzoic acid and toluene in liquid phase as the probe reaction, and obtaining manganese oxides are characterized by XRD, SEM, BET, H2-TPR. According to results of characterization, the reasons of difference catalytic performance have been resolved. In reflux reaction system with mild reacti on conditions, finally, the manganese oxides by 80 ℃ synthesizing obtain good catalytic performance and excellent selectivity of target product. It is shown that the toluene conversion is 44.67% and selectivityof benzoic acid is 79.18% in optimal reaction conditions.【期刊名称】《广东工业大学学报》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】7页(P96-102)【关键词】锰氧化物;甲苯;回流反应体系;苯甲酸【作者】廖菽欢;程高;何彬彬;余林【作者单位】广东工业大学轻工化工学院, 广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院, 广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院, 广东广州 510006;广东工业大学轻工化工学院, 广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】O625.5Abstract:Selective oxidation of toluene to benzoic acid is an important reaction in small molecular organic chemical, which is a most efficient method for increasing addition value of cheap aromatic hydrocarbon. In four different temperatures, some reactants with same proportion are taken as the raw material, investigating the effect of temperature on catalyst forming. The selective catalytic oxidation of benzoic acid and toluene in liquid phase as the probe reaction, and obtaining manganese oxides are characterized by XRD, SEM, BET, H2-TPR. According to results of characterization, the reasons of difference catalytic performance have been resolved. In reflux reaction system with mild reaction conditions, finally, the manganese oxides by 80 ℃ synthesizing obtain good catalyticperformance and excellent selectivity of target product. It is shown that the toluene conversion is 44.67% and selectivity of benzoic acid is 79.18% in optimal reaction conditions.Key words:manganese oxides; toluene; reflux reaction system; benzoic acid 在有机合成反应中，烃类选择性氧化生成相关产物是一个非常重要的反应. 甲苯是最简单的芳香烃化合物，是石油化工的重要原料，同时也是常见的VOCs大气污染物，其选择性氧化可以得到许多有机中间体，比如苯甲醇、苯甲醛、苯甲酸以及苯甲酸苄酯[1]. 目前工业上多采用以锰、钴离子为催化剂的均相催化体系来选择性氧化甲苯[2-3]，然而均相反应有着明显的缺点，如反应温度过高（一般超过150 ℃），反应压力过大，多含卤原子作为添加剂，以及催化剂难以回收利用，同时反应结束后的废水也对环境有着相当大的危害[4]. 因此，探索无溶剂、高效、催化剂易回收并且环境友好的反应体系一直是一个巨大的挑战.相对于均相催化体系，多相催化体系可以很好地克服均相反应体系中存在的一些缺点[5-10]. 在近期研究中，Wang等[11]报道了以固体LDHs为催化剂，分子氧为氧化剂，多相选择性氧化甲苯. 为了获得优异的转化率和选择性，反应在高压反应釜中进行，反应压力高达1 MPa，并且反应温度也达到了150 ℃. 探索出新的甲苯的选择性氧化合成路线不仅需要合理的多相催化体系，较为温和的反应条件也至关重要.然而相比于高压反应条件，常压转化率通常偏低，如Suib等[12]利用γ-MnO2为催化剂，以流动态的氧气流为氧化剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为自由基引发剂，利用回流法在110 ℃条件选择性氧化甲苯，但是甲苯转化率只有17.6%，而苯甲酸的选择性仅为58%. 由于甲苯侧链C—H为sp3杂化，键能高，使得选择性氧化反应需要较高的活化能，所以如何活化甲苯侧链CH键和选择合适的催化剂也是一项挑战[13-16].锰氧化物由于其比表面积、化学稳定性、离子交换性、分子级的隧道空间以及多价态同时存在等方面具有优异的性能，被广泛应用于有机催化氧化反应、酰胺化反应以及VOCs催化燃烧等[17]. 锰氧化物对氧化反应有着较高的化学活性，并且价格低廉、毒性低，也是为数不多的被证明能在常压下直接选择性氧化甲苯的催化剂之一[18]. 本课题组郑海龙等[19]采用无模板共沉淀法合成介孔Cu-Mn复合氧化物，在102 ℃温度下，以分子氧为氧化剂，甲苯为溶剂，将苯甲醇选择性氧化合成苯甲醛. 在催化剂用量为500 mg时，甲苯的转化率达到100%，苯甲醛选择性达98.1%.符志伟等[20]利用溶胶凝胶法合成纳米MnO2，并将其应用于甲苯的催化燃烧，得到催化完全燃烧温度T99为210 ℃. Mizuno等[21]则利用无定形MnO2为催化剂，在0.6MPa空气压力，130 ℃条件下将苯甲胺氧化为苯甲酰胺，最后得出结论无定形MnO2在有机物选择性催化氧化中有着优异的性能.为了探索一条绿色环保的苯甲酸生产方法，本文以醋酸锰、冰乙酸和高锰酸钾为原料，在不同温度条件下合成锰氧化物，并且以合成的锰氧化物作为催化剂，以TBHP为氧化剂，在无溶剂常压的回流体系下选择性催化氧化甲苯，同时比较不同反应温度合成的催化剂的催化性能. 最后对回流时间，催化剂用量等反应参数进行优化，并且提出了相对应的反应机理.在室温下，将5.00 g Mn(CH3COO)2·4H2O溶于20 ml去离子水中，然后滴入2.5 ml冰乙酸；将3.25g KMnO4溶于75 ml去离子水中，然后缓慢滴入上述溶液，搅拌30 min. 最终得到的混合液体倒入水热反应釜聚四氟乙烯内胆中，将不锈钢水热反应釜在不同温度下(80 ℃，120 ℃，160 ℃，180 ℃)反应24 h，反应结束后过滤，得到的固体用去离子水和乙醇分别润洗3次，在60 ℃烘箱中隔夜烘干，研磨后得到目标催化剂，分别命名为MnOx-80，MnOx-120，MnOx-160，MnOx-180.X射线衍射(XRD)采用德国Bruker公司SAXS Nanostart型X射线衍射仪进行测试，扫描范围为10°-80°，扫描速率为2°·min–1，激发光源为CuKa靶(λ=0.15406 nm)，管电压40 kV，管电流30 mA. 程序升温还原(H2-TPR)：取50 mg样品置于样品管中，在Ar（流速20 ml·min–1）气氛下，从室温升至100 ℃，稳定2 h后降至40 ℃，切换气路为5% H2-95% Ar混合气（流速40 ml·min–1）吹扫至基线平稳，然后以10 ℃·min–1速率程序升温至700 ℃，利用TCD检测器记录H2浓度变化得还原曲线. BET测试采用Micromeritics公司的ASAP 2020型物理吸附仪测试分析，样品预先在200 ℃真空条件下预处理3 h，然后在液氮温度(–196 ℃)中进行测试，最后各样品的比表面积采用BET公式计算. 样品的表面形貌分析采用日本电子株式会社的JSM-6360LV型扫描电子显微镜测试，加速电压为5 kV.用甲苯选择性催化氧化实验测试催化剂的活性，将油浴锅加热至80 ℃，待温度稳定后，称取催化剂50 mg、甲苯2.5 ml以及10 ml TBHP加入到50 mL三口烧瓶中，将三口烧瓶浸于油浴锅中，同时搅拌. 待反应6 h后，用1.0 ml一次性注射器抽取1.5 ml样品，并用有机滤头过滤，利用带有FID检测器的气相色谱仪(安捷伦7890A)检测溶液中甲苯、苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸的相对浓度.各锰氧化物的XRD谱图如图1所示，当反应温度为80 ℃时，反应产物具有单一的晶相，对比标准卡片可知得到的晶型是α-MnO2的隐钾锰矿(JCPDS 29-1020)，但是从衍射峰峰型来看，得到的产物峰型偏宽，这说明虽然是单一晶相，但是结晶性并不理想，造成这种现象的原因可能是在滴加高锰酸钾溶液时，滴加速度过快造成反应速度加快，使得产物生成速度加快而结晶性稍差[22]. 并且反应温度偏低(80 ℃)，相对于晶体在高温高压下的缓慢生长，其在结晶性上稍有不足. 当温度提升至120 ℃时，α-MnO2两个特征峰(12.6°，18.0°)明显开始减弱，反应温度至160 ℃和180 ℃时完全消失不见，并且MnOx-120、MnOx-160、MnOx-180在26.1°处出现一个很强的衍射峰，在33.9°，39.6°以及54.9°附近出现新的微弱的衍射峰，并且随着反应温度的升高，衍射峰信号略有增强且峰型更为尖锐. 根据衍射峰匹配可知，MnOx-120中出现了羟基氧化锰的水锰矿晶型(JCPDS 41-1279)，这说明随着反应温度的升高，结晶性趋于完整，并且样品开始由α-MnO2向MnOOH转变，并且最后得到一种混合晶相的锰氧化物.由表1可得，4种锰氧化物BET大小比较为MnOx-80＞MnOx-120＞MnOx-160＞MnOx-180. 这可能由于随着温度增加，催化剂开始出现团聚，导致催化剂比表面积变小. 比表面积越大说明催化剂表面存在越多的活性位点[23]，这些活性位点可以加速TBHP均裂而产生活性氧物质，又可以为甲苯的活化提供反应场所，从而加速甲苯的活化，促进反应的进行.由图2的SEM表征结果可以看出，MnOx-80是一种长度约为300 nm，宽度约为50 nm的纳米棒，而MnOx-120对比与MnOx-80开始出现长短粗细不均匀的情况，其单纳米棒的长宽与MnOx-80类似. 相对前两种锰氧化物，MnOx-160的长宽明显更大，其中纳米棒长度约为800 nm，宽度约为100 nm. 当反应温度升至180 ℃时，从图2(d)可以看出，催化剂出现明显的团聚现象并且生成类似于水晶状的复合材料结构，并且单体的纳米棒大小急剧增大，长达4 μm，宽250 nm. 图2的SEM表征结构与比表面积BET和XRD表征结果一致. 随着反应温度的升高，催化剂产物发生改变，并且由于团聚作用，使得催化剂比表面积变小. TPR表征结果如图3所示，4种催化剂氢还原峰都出现在180 ℃～450 ℃范围内，氢还原峰位的不同说明催化剂之间的Mn-O键强度不同，而Mn-O的键强直接说明了Mn自身各价态之间氧化还原能力.2 0 0 ℃至3 5 0 ℃之间明显的氢还原峰表示MnO2→Mn3O4的还原过程，而温度升高时的氢还原峰则对应更深层的还原过程Mn3O4→MnO[24]. 从TPR表征结果可以看出，4种锰氧化物的低温还原峰位置递增顺序为：MnOx-80 (283 ℃)＜MnOx-160 (284 ℃)＜MnOx-180(290 ℃)＜MnOx-120 (308 ℃), 高温还原峰峰位递增顺序为：MnOx-80 (283 ℃)＜MnOx-120 (337 ℃)＜MnOx-160 (380 ℃)＜MnOx-180 (383 ℃)，由此可以说明，相对于其他3个温度合成的催化剂，80 ℃下合成的锰氧化物中Mn-O键连接较弱，更容易发生自身各价态之间的氧化还原[25]. 因为TPR峰面积和催化剂耗氢量有着紧密的联系，我们对4种催化剂的TPR峰面积进行比较，从而判断出4种催化剂的耗氢量大小.根据表2所示，MnOx-80的总耗氢量明显低于其他3种样品，这说明在MnOx-80中存在大量的阴离子空位以及混合价态Mn(Ⅳ)和Mn(Ⅲ)[18]. 而结晶度更高的MnOx-160和MnOx-180的耗氢量更多，更接近理论的n(H2)/n(Mn)=1的理论值. 并且从图3以及表2可以看出，随着反应温度的升高，高温峰有向高温段偏移的现象，并且当反应温度为160 ℃和180 ℃时高温峰明显不再与低温峰重合，且峰面积仅略小于低温峰峰面积，再次说明了随着反应温度的增加，生成了含Mn(Ⅲ)的MnOOH，导致高温峰峰面积激增.对于甲苯的选择性催化氧化反应，由于甲苯分子较大，不能进入锰氧化物的孔道中(2×2)，因此对于甲苯分子来说，更多的可能是存在于催化剂表面的反应[26]. 从而可以推断出，比表面积越大，获得的表面活性位点越多，从而提供反应场所越多，加速反应进行. 再者，根据锰元素自身特有的多价态之间的氧化还原循环，可以提高TBHP的分解速率以及甲苯的活化速率，从而提升甲苯活化效率，促进反应进行.选用甲苯的选择性氧化来测试锰氧化物催化剂的性能，反应使用甲苯作为底物，TBHP为氧化剂，在油浴80 ℃下反应6 h. 反应结果汇总如表3，在TBHP为氧化剂的条件下，反应目标产物为苯甲酸，反应副产物为苯甲醛、苯甲醇以及其他微量杂质. 从表3可知，甲苯转化率依次为：MnOx-80(19.53%)＞MnOx-120(15.45%)＞MnOx-160(11.27%)＞MnOx-180(9.49%)，并且目标产物苯甲酸选择性为MnOx-80(75.02%)＞MnOx-120(51.58%)＞MnOx-160(18.06%)＞MnOx-180(18.59%). 催化测试结果符合以上表征中的催化剂性能分析.2.6.1 反应时间当反应延长至48 h，取4个时间节点的数据作图来进行反应的动力学分析. 从图4可知，甲苯转化率和时间呈现线性关系(y=0.005 99x+0.156 44)，随着反应时间的提升，甲苯的转化率逐渐增大，并且目标产物苯甲酸的选择性微弱提升. 考虑到反应周期过长的问题，本文选用了6 h为目标反应时间.2.6.2 催化剂的质量图5反映了催化剂质量对反应体系的影响，取催化剂质量0 mg至150 mg，其他反应条件不变. 当无催化剂的条件下，甲苯转化率极低. 当有催化剂存在的情况下，50 mg催化剂时，达到反应的最优效果，甲苯转化率为19.53%，目标产物苯甲酸的选择性达到75.02%，随着催化剂量的增加，甲苯转化率反而降低，目标产物苯甲酸的选择性也逐步下降. 根据Shelton介绍的反应机制[27]，当低极性介质中存在过渡金属氧化物时，在催化剂高负载量的情况下，催化剂会更快地使TBHP分解，并且分解生成的自由基将会彼此结合而使自由基反应终止. 因此50 mg催化剂的量是反应体系的最佳选择.2.6.3 反应温度温度对于有机氧化反应来说是重要的因素，由图6可知，随着反应温度的升高，其他反应条件不变，甲苯的转化率呈现先升后降的趋势，当温度达到80℃时，甲苯的转化率和苯甲酸的选择性都达到了最优，分别为19.53%和75.02%. 随着温度的升高，虽然甲苯转化率变化不明显，但是苯甲酸的选择性急剧降低. 这是由于当反应温度升高时，TBHP自分解加速，在相同时间内，反应体系中分解生成的自由基浓度将会上升，而自由基会彼此结合而加速自由基反应终止.2.6.4 TBHP含量不同氧化剂的含量对反应的影响如图7所示. 当TBHP体积为10 ml(V(甲苯):V(TBHP)=1:4)，其他反应条件不变时，反应效果最佳，此时，甲苯的转化率为19.53%，苯甲酸的选择性为75.02%. 随着TBHP含量的继续增加，TBHP在催化剂表面堆积，与甲苯形成竞争吸附，从而导致甲苯的转化率降低，目标产物的选择性下降.反应机理示意图如图8所示，在甲苯的选择性氧化体系中，TBHP不仅是氧化剂，还是甲苯的自由基引发剂. 但是从表3可以看出，当TBHP和锰氧化物不同时存在的条件下，甲苯的转化率都非常低，只有在TBHP和锰氧化物同时存在的条件下，甲苯的转化率才有巨大的提升. 这说明在两者都存在的条件下，锰氧化物中的Mn(Ⅲ)起到了决定性的作用，由于Mn(Ⅲ)的存在加速了TBHP的均裂，并且为均裂后的活性氧物质提供了较为稳定存在的场所. Hutching等[28]研究发现，活性氧物质在无催化剂的情况下极易容易失活. 而活性氧物质会夺取甲苯侧链的一个H 原子而使甲苯转化为苯甲基自由基，而其自身则转化为相应的醇. 当苯甲基自由基大量生成后，由TBHP将苯甲基自由基快速氧化而形成过氧苯甲基自由基，过氧苯甲基自由基同t-BuO·一样，会夺取甲苯侧链的一个H原子，使甲苯被活化，生成苯甲基自由基和过氧苯甲醇，而过氧苯甲醇快速氧化Mn(Ⅲ)，生成Mn4+(OH)和苯甲氧基自由基. 当苯甲氧基自由基活化甲苯时生成副产物苯甲醇，而当苯甲氧基自由基发生自我异构化后，生成副产物苯甲醛. 由于Mn4+(OH)的存在，其将会夺取苯甲醛中的H原子，而生成苯甲醛自由基，苯甲醛自由基的氧化过程与上类似，最后生成深度氧化产物苯甲酸.利用同一配比的反应物，在不同温度下合成不同的锰氧化物，其中在较低温度的条件下，合成的锰氧化物有较为均一的晶相，随着反应温度的提升，合成的催化剂产生畸变而形成新的晶相.利用4种不同温度下合成的锰氧化物为催化剂，TBHP为氧化剂，在无溶剂常压条件下选择性催化氧化甲苯展现出优异的甲苯转化率和选择性. 其中MnOx-80拥有较大的比表面积以及大量的阴离子空位和混合价态，这些特征有利于氧化剂TBHP 在表面均裂以及活化甲苯，这对甲苯的液相选择性催化氧化非常有利. 在最优反应条件下，反应48 h，甲苯转化率达到44.67%，目标产物苯甲酸的选择性达到79.18%. 反应机理分析可知该反应是一种自由基反应.【相关文献】[ 1 ]KESAVAN L, ENACHE D I, TAYLOR S H,et al. Solventfree oxidation of primary carbon-hydrogen bonds in toluene using Au-Pd alloy nanoparticles [J]. Science, 2011,331(6014): 195-199.[ 2 ]ISHII Y, SAKAGUCHI S, IWAHAMA T. Innovation of hydrocarbon oxidation with molecular oxygen and related reactions [J]. Advanced Synthesis & Catalysis, 2001,343(5):393-427.[ 3 ]WANG F, XU J, LI X,et al. Liquid phase oxidation of toluene to benzaldehyde with molecular oxygen over copperbased heterogeneous catalysts [J]. Advanced Synthesis&Catalysis, 2005, 347(15): 1987-1992.[ 4 ]BORGAONKAR H V, CHANDALIA S B. Liquid phase oxidation of substituted toluenes by air for the production of pharmaceutical intermediates [J]. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 1984, 34(3): 107-112.[ 5 ]HUANG G, WANG A P, LIU S Y,et al. An efficient oxidation of toluene over Co (II) TPP supported on chitosan us-ing air [J]. Catalysis Letters, 2007, 114(3-4): 174-177.[ 6 ]ILYAS M, SADIQ M. Oxidation of toluene to benzoic acid catalyzed by platinum supported on zirconia in the liquid phase-solvent free conditions [J]. Catalysis Letters, 2009,128(3-4): 337-342.[ 7 ]LI W B, CHU W B, ZHUANG M,et al. Catalytic oxidation of toluene on Mn–containing mixed oxides prepared in reverse microemulsions [J]. Catalysis Today, 2004, 93:205-209. [ 8 ]HUANG G, WANG A P, LIU S Y,et al. An efficient oxidation of toluene over Co (II) TPP supported on chitosan using air [J]. Catalysis Letters, 2007, 114(3-4): 174-177.[ 9 ]ACHARYYA S S, GHOSH S, TIWARI R,et al. Preparation of the CuCr2O4spinel nanoparticles catalyst for selective oxidation of toluene to benzaldehyde [J]. Green Chemistry, 2014, 16(5): 2500-2508.[10]ILYAS M, SADIQ M. Oxidation of toluene to benzoic acid catalyzed by platinum supported on zirconia in the liquid phase-solvent free conditions [J]. Catalysis Letters, 2009,128(3-4): 337-342.[11]WANG X, WU G, LIU H,et al. Solvent-free selective oxidation of toluene withO2catalyzed by metal cation modified LDHs and mixed oxides [J]. Catalysts, 2016, 6(1): 14.[12]JIN L, CHEN C, CRISOSTOMO V M B,et al. γ-MnO2octahedral molecular sieve:preparation, characterization, and catalytic activity in the atmospheric oxidation of toluene [J].Applied Catalysis A: General, 2009, 355(1): 169-175.[13]THOMAS J M, RAJA R, SANKAR G,et al. Molecularsieve catalysts for the selective oxidation of linear alkanes by molecular oxygen [J]. Nature, 1999, 398(6724): 227-230. [14]STAHL S S. Palladium oxidase catalysis: selective oxidation of organic chemicals by direct dioxygen-coupled turnover [J]. Angewandte Chemie International Edition,2004,43(26): 3400-3420.[15]SADOW A D, TILLEY T D. Catalytic functionalization of hydrocarbons by σ-bond-metathesis chemistry: Dehydrosilylation of methane with a scandium catalyst [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2003, 42(7): 803-805.[16]NARAYANAN S, VIJAYA J J, SIVASANKER S,et al.Synthesis of hierarchical ZSM-5 hexagonal cubes and their catalytic activity in the solvent-free selective oxidation of toluene [J]. Journal of Porous Materials, 2015, 22(4): 907-918.[17]UEMATSU T, MIYAMOTO Y, OGASAWARA Y,et al.Molybdenum-doped α-MnO2as an efficient reusable heterogeneous catalyst for aerobic sulfide oxygenation [J]. Catalysis Science & Technology, 2016, 6(1): 222-233.[18]林健, 蔡钒, 张国玉, 等. γ-MnO2的形貌控制及其甲苯液相氧化性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(3): 597-604.LIN J, CAI F, ZHANG G Y,et al. Preparation of morphology-tuned γ-MnO2and catalytic performance for the liquidphase oxidation of toluene [J]. Acta Physico-Chimica Sinica,2013, 29(3): 597-604.[19]郑海龙, 廖菽欢, 余林. 介孔Cu-Mn复合氧化物催化氧化苯甲醇合成苯甲醛的研究[J]. 广东工业大学学报, 2017,34(2): 28-33.ZHENG H L, LIAO S H, YU L. A research of mesoporous copper-manganese mixed oxides for selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde [J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2017, 34(2): 28-33.[20]符志伟, 程高, 林婷, 等. 二氧化锰制备及催化燃烧甲苯性能研究[J]. 广东工业大学学报, 2016, 33(2): 85-90.FU Z W, CHENG G, LIN T,et al. The preparation of MnO2and application in catalytic combustion of toluene [J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2016, 33(2): 85-90.[21]YAMAGUCHI K, WANG Y, MIZUNO N. Manganese oxide-catalyzed additive-and solvent-free aerobic oxidative synthesis of primary amides from primary amines [J]. Chemistry Letters, 2012, 41(6): 633-635.[22]张亚辉, 周超, 李妍, 等. 连二亚硫酸钠还原制备纳米银粉[J]. 矿冶工程, 2012, 32(4): 113-117.ZHANG Y H, ZHOU C, LI Y,et al. Preparation of silver nanoparticles using sodium dithionite as reducing agent [J].Mining and Metallurgical Engineering, 2012, 32(4): 113-117.[23]ZUO Q, ZHAO P, LUO W,et al. Hierarchically porous Fe–N–C derived from covalent-organic materials as a highly efficient electrocatalyst for oxygen reduction [J].Nanoscale,2016, 8(29): 14271-14277.[24]SUN M, YU L, YE F,et al. Transition metal doped cryptomelane-type manganese oxide for low-temperature catalytic combustion of dimethyl ether [J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 220: 320-327.[25]HUANG H, MENG Y, LABONTE A,et al. Large-scale synthesis of silver manganese oxide nanofibers and their oxygen reduction properties [J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2013, 117(48): 25352-25359.[26]凌飞, 邓丽杰, 陈平, 等. 氧化锰八面体分子筛的合成, 表征以及其催化燃烧性能[J]. 浙江大学学报(理学版), 2011,38(1): 73.LING F, DENG L J, CHEN P,et al. Synthesis, characterization and catalytic combustion properties of manganese oxide octahedral molecular sieve [J]. Journal of Zhejiang University (Science Edition), 2011, 38(1): 73.[27]SHELDON R A, KOCHI J K. Metal-catalyzed oxidations of organic compounds in the liquid phase: A mechanistic approach [J]. Advances in Catalysis, 1976, 25: 272-413. [28]BIN SAIMAN M I, BRETT G L, TIRUVALAM R,et al. Involvement of surface-bound radicals in the oxidation of toluene using supported Au-Pd nanoparticles [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2012, 51(24): 5981-5985.。

邻二甲苯被高锰酸钾氧化方程式

邻二甲苯被高锰酸钾氧化方程式
邻二甲苯（又称为1,2-二甲基苯）在高锰酸钾存在下发生氧化反应的化学方程式如下：
C8H10 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O +
C8H6O4。

在这个方程式中，邻二甲苯（C8H10）与高锰酸钾（KMnO4）和硫酸（H2SO4）发生反应，生成苯甲酸（C8H6O4）、硫酸锰（MnSO4）、硫酸钾（K2SO4）和水（H2O）。

这是一个氧化反应，其中高锰酸钾起到氧化剂的作用，将邻二甲苯氧化为苯甲酸。

这个化学方程式展示了反应物和生成物的摩尔比例，以及反应过程中涉及的化学物质。

通过这个方程式，我们可以了解到邻二甲苯与高锰酸钾的化学反应过程及生成物。

希望这个回答能够满足你的需求。

负载型Mn基催化剂催化氧化甲苯的研究

Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2019, 9(4), 305-312Published Online July 2019 in Hans. /journal/hjcethttps:///10.12677/hjcet.2019.94043Study on the Catalytic Oxidation of Toluene by Mn-Based Supported CatalystsZhongyu Yang, Hua Pan*, Yiping Mao, Shengkang Wang, Dingsheng Zhang, Li WangCollege of Biology and Environmental Engineering, Zhejiang Shuren University, Hangzhou ZhejiangReceived: Jun. 17th, 2019; accepted: Jul. 1st, 2019; published: Jul. 8th, 2019AbstractCeO2 and TiO2 supports were synthetized by sol-gel method, Mn/CeO2 and Mn/TiO2 catalysts were prepared by impregnation method. The catalytic behaviors of Mn/CeO2 and Mn/TiO2 for oxidation of toluene were investigated by catalytic activity evaluation and catalyst characterization. The re-sults show that the activities of catalysts decrease in order of Mn/CeO2 > Mn/TiO2 > TiO2 > CeO2.Mn/CeO2 catalyst has the lowest light-off temperature (T50= 180˚C); the conversion of toluene can reach 80% at 215˚C. The activity of Mn/CeO2, Mn/CeO2 and other catalysts is related to the physi-cal and chemical structure and the active component of the catalyst. Compared with Mn/TiO2, Mn/CeO2has higher pore volume and specific surface area compared with Mn/CeO2. The active component of both Mn/CeO2and Mn/TiO2is Mn3O4. Compared with Mn/TiO2, Mn/CeO2catalyst has a higher concentration of Mn2+ and O surf.KeywordsToluene, Catalytic Oxidation, Mn-Based Supported Catalysts负载型Mn基催化剂催化氧化甲苯的研究杨仲余，潘华*，毛益萍，王晟康，张鼎盛，王莉浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州收稿日期：2019年6月17日；录用日期：2019年7月1日；发布日期：2019年7月8日摘要采用溶胶–凝胶法制备了CeO2和TiO2载体，通过浸渍法制备了Mn/CeO2和Mn/TiO2催化剂，通过催化活*通讯作者。

不同形貌的MnO2的制备及对邻二甲苯深度催化氧化的研究的开题报告

不同形貌的MnO2的制备及对邻二甲苯深度催化氧化的研究的开题报告摘要：本文提出了一种制备不同形貌的MnO2的方法，并研究了不同形貌的MnO2在邻二甲苯深度催化氧化过程中的催化性能。

首先通过水热法和沉淀法制备了棒状、球形和片状三种形貌的MnO2，利用SEM和XRD等技术对其形貌和晶体结构进行了表征。

然后将制备的MnO2用于邻二甲苯深度催化氧化反应，采用GC-MS等技术对反应产物进行分析。

实验结果表明，不同形貌的MnO2对邻二甲苯的氧化反应催化活性存在差异，其中球形MnO2表现出最优的催化效果。

关键词：MnO2；形貌；催化氧化；邻二甲苯；催化性能一、研究背景邻二甲苯（o-xylene）是一种广泛应用于化工、医药和农药等领域的有机化合物，然而其在生产和使用过程中会对环境造成严重污染。

因此，开发高效、低成本的邻二甲苯净化技术具有重要意义。

深度氧化是一种常用的邻二甲苯净化技术，其通过氧化邻二甲苯转化为CO2和H2O等无害物质。

而催化氧化是一种高效的深度氧化方法，其中氧化剂在催化剂的协同作用下可以在较低温度下与邻二甲苯反应，提高了反应速率和选择性。

因此，寻找高效的催化剂对邻二甲苯的深度氧化具有重要意义。

MnO2是一种常用的催化剂，其具有良好的加氢剂和氧化剂性能。

同时，其形貌对催化活性也具有重要影响。

因此，研究不同形貌的MnO2对邻二甲苯深度催化氧化的催化性能具有重要意义。

二、研究内容和方法1.制备不同形貌的MnO2本文采用水热法和沉淀法制备棒状、球形和片状三种形貌的MnO2，制备过程中优化反应条件和添加剂用量，保证制备得到的MnO2形貌纯正。

2.表征MnO2的形貌和晶体结构本文通过SEM和XRD等技术对制备的MnO2形貌和晶体结构进行表征，分析不同形貌MnO2的结构和性能差异。

3.研究不同形貌MnO2对邻二甲苯深度催化氧化的催化性能本文将制备的MnO2用于邻二甲苯深度催化氧化反应，采用GC-MS等技术对反应产物进行分析，研究不同形貌MnO2对催化反应的催化活性和选择性的影响。

锰氧化合物的制备及其催化燃烧甲苯性能

performance over as prepared catalysts. The results shown that the catalytic activity was related to reducibility and abundant
surface active oxygen species. MnO x -R exhibited best catalytic performance ( T 90 = 219 ℃ at toluene 400 ppm, 20% O 2 / N 2 ,
鉴于合成方法对催化性能的影响以及 MnO x 的
优异性能, 本文在之前的报道基础上 [ 14,18,20-23] , 通过
适当调整,采用氧化还原法、沉淀法、固相反应法、溶
胶凝胶法和直接煅烧法 5 种方法制备了 MnO x 催化
关键词:催化燃烧;氧化还原法;锰氧化物;挥发性有机物( VOCs)
SYNTHESIS OF MnO x CATALYSTS AND THEIR CATALYTIC PERFORMANCE
FOR TOLUENE OXIDATION
Song Zhenchao 1,2 Zhu Simin 2 Fu Shiyu 2 Guo Limin 2 Zhang Long 2∗
relative humidity 50% and a space velocity = 40000 mL / ( g·h ) , which could be attributed to its large surface, strong
reducibility and high oxygen concentration. This work can provide valuable information for the preparation of catalytic

锰氧化物催化氧化挥发性有机物(VOCs)研究进展

卓越创新中心"福建厦门 !;$%&$$
摘要!锰氧化物具有多种价态$晶型$形貌!且催化氧化活性高!在催化氧化 47YV的领域中研究广泛" 对锰氧化物催化剂在 47YV催化氧化中的性质进行综述" 首先!讨论了单一锰氧化物催化剂对 47YV的催化研究进展!分析了材料晶型$氧化还原性等性质与催化活性的关系" 之后!介绍了锰与其他过渡金属掺杂形成的复合氧化物催化剂对 47YV 的催化性质!包括特定结构的复合氧化物催化剂!如钙钛矿和尖晶石" 最后!探究了锰氧化物催化剂对于含氯 47YV 催化过程中的失活现象!并分析了提高其抗氯中毒能力的方法" 关键词!锰氧化物催化剂#47YV#含氯 47YV#催化氧化
锰元素具有 j&+ j!+ j:+ j" 等多种价态"常见的锰氧化物为 I)7+I)! 7: +I)& 7! +I)7& 等 ,!$- & 其中" I)7容易被氧化"I)! 7: +I)& 7! +I)7& 在 47YV催化氧化条件下可以稳定存在&
I)7& 的基本结构单元是, I)7; - 八面体"不同晶型 I)7& 中, I)7; - 八面体通过共棱或共角的方式排布& 常见的 I)7& 晶体结构有 -+ /+ ++ 0+ 1等" 其结构如图 $ 所示& 可知% -Q+ /Q+ +QI)7& 具有一维孔道结构"0QI)7& 为二维层状结构" 1QI)7& 为三维尖晶石结构"其中 -QI)7& +0QI)7& 分别具有, &r&- 和 , & r $- 孔道" 而 +QI)7& 层与层之间能够发生移动" 均可以容纳阳离子&

锰氧化物的制备及其催化氧化性能研究

锰氧化物的制备及其催化氧化性能研究
李赛;芦佳;吴银素;马子川
【期刊名称】《河北师范大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2012(36)2
【摘要】采用氧化还原沉淀法和水热法等分别制备α-,β-,γ-,δ-MnO2,Mn2O3和Mn3O4.考察了锰氧化物的种类和晶型对邻二甲苯深度催化氧化性能的影响.研究发现,4种晶型MnO2的催化氧化活性顺序为δ-≈α->γ->β-MnO2,α-MnO2可在260℃将邻二甲苯完全分解.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面分析仪对催化剂进行了表征.
【总页数】7页(P159-164)
【关键词】锰氧化物;邻二甲苯;深度催化氧化;α-,β-,γ-,δ-MnO2
【作者】李赛;芦佳;吴银素;马子川
【作者单位】河北师范大学化学与材料科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O614.711
【相关文献】
1.无纺布负载锰氧化物的制备及其催化分解甲醛性能研究 [J], 周祖卫;余倩;郝志峰;张佐宏;罗银好;余林;戴立松
2.多级孔锰氧化物的制备及其催化氧化性能研究 [J], 张志华;杨仁春;蒋茜敏;
3.多级孔锰氧化物的制备及其催化氧化性能研究 [J], 张志华;杨仁春;蒋茜敏
4.铜锰铈三元复合氧化物的共沉淀法制备及其甲苯催化氧化性能研究 [J], 胡明华; 石零; 丁莹; 岳琳
5.二元层状钴掺杂锰氧化物的制备及电催化性能研究 [J], 龙霞
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

锰氧化物氧还原催化剂的制备及性能的开题报告

锰氧化物氧还原催化剂的制备及性能的开题报告
一、研究背景
锰氧化物催化剂是一类非常重要的催化剂，广泛应用于环境保护、化学工业等领域。

其具有良好的催化性能、化学稳定性和热稳定性，因此受到了广泛的关注。

其中，锰氧化物氧还原催化剂在污水处理、治理废气等领域的应用尤为重要，并具有广阔的应用前景。

二、研究目的
本研究旨在制备锰氧化物氧还原催化剂，并对其进行性能测试，以探究其在环境保护、化学工业等领域的应用前景，为相关领域的研究提供新的思路和方向。

三、研究内容
1.锰氧化物氧还原催化剂的制备方法研究，包括改变不同的制备参数（如温度、pH值、反应时间等）对催化剂结构和性能的影响。

2.对制备的锰氧化物氧还原催化剂进行表征，包括X射线衍射、扫描电子显微镜等技术手段，考察催化剂的物理化学性质。

3.研究催化剂在环境保护领域的应用，如污水处理、处理废气等，测试其催化性能和稳定性。

4.对催化剂的活性中心进行分析和探讨，以了解其催化机理，为其性能的进一步优化提供理论依据。

四、研究意义
锰氧化物氧还原催化剂在环境保护、化学工业等领域的应用具有重要的意义。

本研究的成果将为该类催化剂的制备、表征及应用提供新的思路和方向，有望推动该领域的发展。

并且通过对催化机理的探究，可以进一步优化催化剂的性能，提高其在相关领域的应用效果。

对二甲苯氧化的研究与方法

对二甲苯氧化的研究与方法摘要工业化的精对苯二甲酸制备工艺很多，但随着生产工艺的不断发展，对二甲苯高温氧化法成为制备精对苯二甲酸的最主要的生产工艺，这种工艺在对苯二甲酸的制备工艺中占有绝对优势。

目前，拥有这一专利技术的公司主要有美国Amoco公司、英国ICI公司和日本三井油化公司，我国曾在不同时期引进过这三家公司的专利技术。

近年，我国对苯二甲酸的工艺也取得了很大的进展。

对二甲苯高温氧化法由氧化、精制和辅助系统组成。

该工艺以对二甲苯为原料，经空气催化氧化、加氢精制、结晶分离等工序制成。

催化氧化是对二甲苯在催化剂存在下，于190-230℃，压力1.27-2.45MPa的条件下，用空气氧化得到粗对苯二甲酸。

加氢精制是将对二甲苯氧化过程中尚未反应完全的4-羟基苯甲醛(4-BCA)转化为可溶于水的甲基苯甲酸，然后除去。

加氢精制反应要在较高压力(约6.8MPa)和较高温度（约280℃）的条件下进行。

对苯二甲酸加氢产物再经结晶分离和干燥，就得到可用于纤维生产的精对苯二甲酸。

对二甲苯高温氧化法流程简单、反应迅速，收率可达90以上。

上述方法制得的对苯二甲酸往往含有较多的副产物，因此需要进行精制，制得精对苯二甲酸。

通过对催化剂的实验和研究，一般用醋酸钴和醋酸锰用量对于对二甲苯为0.025%（质量分数），其中锰钴比为3：1（摩尔比），溴与钴和锰之比为1：１（摩尔比）为最佳。

关键词：对苯二甲酸，对二甲苯，精制，生产流程，工艺目录1综述 (1)1.1对苯二甲酸的性质和用途 (1)1.2生产方法 (1)2反应原理 (2)2.1主、副反应 (2)2.2催化剂 (2)3操作条件 (3)3.1溶剂比 (3)3.2温度 (3)3.3压力 (3)3.4反应系统的水含量 (3)3.5氧分压 (3)3.6停留时间 (4)4高温氧化法生产工艺流程 (5)4.1对苯二甲酸的生产 (5)4.2对苯二甲酸的精制 (7)5总结 (9)6参考文献 (10)1综述1.1对苯二甲酸的性质和用途对苯二甲酸的化学结构式：可以简写为HOOC—（C6H4）—COOH；其分子式为C8H6O4。

Mn(Ⅱ)催化臭氧氧化去除水中邻苯二甲酸二甲酯的研究

Mn(Ⅱ)催化臭氧氧化去除水中邻苯二甲酸二甲酯的研究
施银桃;李海燕;曾庆福;陆晓华
【期刊名称】《武汉纺织大学学报》
【年(卷),期】2002(015)001
【摘要】进行Mn(Ⅱ)催化臭氧氧化去除水中邻苯二甲酸二甲酯的研究.分析催化剂用量,溶液pH值对邻苯二甲酸二甲酯降解效果的影响,结果表明采用Mn(Ⅱ)催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯是可行的.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】施银桃;李海燕;曾庆福;陆晓华
【作者单位】武汉科技学院,环境科学研究所,湖北,武汉,430073;武汉科技学院,环境科学研究所,湖北,武汉,430073;武汉科技学院,环境科学研究所,湖北,武汉,430073;华中科技大学,环境科学与工程学院,湖北,武汉,430073
【正文语种】中文
【中图分类】X131.2
【相关文献】
1.氧化铈/活性炭催化臭氧氧化技术去除水中邻苯二甲酸二甲酯 [J], 叶伟莹;刘佩红;李来胜;张秋云;卢平
2.O3/H2O2工艺去除饮用水中邻苯二甲酸二甲酯的研究 [J], 刘宇;沈吉敏;陈忠林;密长海;高国赢
3.Al2O3负载Mn-Fe-K金属氧化物催化臭氧氧化去除水中三种内分泌干扰物的研究 [J], 侯艳君;马军;于颖慧;高金胜;闫鹏飞
4.活性炭负载铈催化臭氧氧化水中邻苯二甲酸二甲酯研究 [J], 叶伟莹;张秋云;刘佩红
5.臭氧氧化法去除水中邻苯二甲酸二甲酯的初步研究 [J], 施银桃;李海燕;曾庆福;陆晓华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。