浸渍法制备不同金属掺杂钯催化剂SEM图
碳酸二苯酯(DPC)是生产聚碳酸酯的主要原料.DPC 的合成方法包括光气法和非光气法, 光气法因光气剧毒, 环境污染严重正逐步被淘汰. 非光气法包括酯交换法和氧化羰基化法, 其中以苯酚、CO和O2为原料一步合成DPC的氧化羰基化法因原子利用率高、环境友好而被认为是最有工业应用前景的绿色工艺路线.在氧化羰基化法中, 均相钯系催化剂表现出较好的活性和选择性, 但催化剂分离困难、热稳定性差. 因此将活性组分钯固载在各种载体材料上的非均相催化法成为研究热点, 其中载体主要有活性炭、聚合物、MgAlNO3、分子筛和有机-无机杂化材料. 在均相或非均相催化反应过程中, 活性组分二价钯易被还原为金属钯, 因此需要在催化体系中加入Fe3＋, Cu2＋,Mn3＋, Co2＋, 苯醌等有机或无机金属氧化还原助剂, 与Pd2＋/Pd0形成多步电子转移体系, 达到有效提高催化活性的目的, 但是以上助剂的加入增加了后续产品分离的难度.
武汉工程大学湖北省新型反应器和绿色化工重点实验室吴元欣等人采用浸渍法制备出Ce3＋, Cu2＋, Pb2＋, Ag＋, Fe3＋掺杂锰氧八面体分子筛, 负载钯后用于一步氧化羰基化合成碳酸二苯酯(DPC)反应. Pd/Cu-OMS-2催化活性最高, DPC收率为12.1%. 通过X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), 氮气吸附(BET)和X 射线光电子能谱(XPS)对催化剂样品进行了表征. 表征结果表明, 不同金属离子掺杂后, 催化剂的晶型仍保持隐钾锰矿结构. 从电位滴定测试数据来看, 杂质离子引入后, 锰的平均氧化态增加. 在催化反应过程中, Mn4＋/Mn2＋和Pd2＋/Pd0构成了氧化还原循环链, Mn3＋的存在可以补充反应过程中消耗掉的Mn4＋. XPS分析了晶体中氧物种的存在形式, 化学吸附氧/(晶格氧＋化学吸附氧)的比值越高, 催化活性越好.