介孔材料钯催化剂催化苯甲醛氧化反应图
H2O2因价廉，氧化性能适中,且反应产物为水,对环境无污染,被认为是一种理想的氧化剂.以H2O2为氧化剂氧化醇类生成醛和酸类的研究引起了人们的关注.然而,这些反应体系所需要的H2O2浓度往往较高,反应时间较长,产物难分离, 且体系中大多使用有毒的氯代烃溶剂, 从而限制了其在工业上的应用.
有机-无机杂化介孔材料(PMO)不仅具有较大的比表面积、较规则的孔道结构、分布均匀的有机组分, 且其孔道结构及织构性质高度可控. 有机组分的存在使该杂化材料具有特殊的表面性质, 有利于构建微观化学环境均一的催化活性中心. PMO表面构建具有特殊结构和功能的小尺寸催化活性中心, 为催化剂制备提供了一种新方法; 特别是桥键嵌入型介孔材料负载贵金属纳米粒子催化剂, 已初步显示出其在催化中的巨大应用潜力. PMO负载的贵金属纳米粒子催化剂既具有均相催化剂的高活性和高选择性的优点, 又可克服均相催化剂在反应体系中难分离和不能重复使用的缺点.
湖南师范大学精细催化合成研究所谭蓉等人研究了PMO-SBA-15材料负载的金属钯纳米粒子(Pd/PMO-SBA-15)在水相中催化苯甲醇选择氧化制苯甲醛的反应. 考察了纳米粒子种类、氧化剂用量、反应时间和反应温度等对苯甲醇转化率及苯甲醛选择性的影响. 结果表明, 以水为溶剂, 以H2O2(30%)为氧化剂时, 可得到较高的苯甲醇转化率和苯甲醛选择性. 当以 0.05 g的2%Pd/PMO-SBA-15为催化剂, H2O2用量为1.5 ml, 反应温度为80℃, 反应4h时, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别达到97.1% 和100.0%. 对该催化体系的重复使用性能进行了考察. 结果发现, 随着使用次数的增加, 苯甲醇转化率有所下降, 但苯甲醛选择性保持不变.