氧化锰中空结构具有不同相位的合成

氧化锰中空结构具有不同相位的合成，表征及催化应用萧富A，B，几欲方一，*，还凹嗯A，B，嘉伍明A，B纳米及先进材料研发院有限公司，清水湾，香港化学系和生物分子工程，香港科技大学，清水湾，香港文章资讯收到2009年4月15日在修订后的表格2009年6月10日收到接受2009年6月12日可在线6月18日200关键词：氧化锰，中空结构，锻烧，有氧氧化，肉桂醇抽象合成通过煅烧用具有不同相位的氧化锰中空结构C-MnO2的中空结构为先导。我们的研究结果表明，所合成的B-二氧化锰和Mn2O3依然保持了前体的形态。与二氧化锰相比，报告和常规二氧化锰，两者的c的MnO2和b-MnO2的中空结构表现出较高的催化活性和优异的选择性在肉桂醇过多肉桂醛的有氧氧化。即该TPR实验表明，微晶的尺寸减小，中空性质和较高的BET比表面面积分别为负责其更高的催化活性。2009年爱思唯尔B.V.保留所有权利。1.简介肉桂醇的有氧氧化肉桂aldehydeis非常感兴趣的精细化工行业和学术界[1-4]。目前严格的生态标准，增加压力开发新的和对环境无害的方法，由于使用铬酸盐和高锰酸盐。因此，异构用固体催化剂催化预计将提供强大的解决方案，由于它们的优点，如方便分离长期稳定性。最近，铂和Pt/铋[5]，的RuO2[6]，和锰氧化物分子筛[7]已经开发了如有效催化剂为醇的非均相有氧氧化。特别是，氧化锰催化剂已经获得了相当多的关注以高催化活性和成本低的[8,9]。此外，氧化锰化合物已被证实具有在温和催化氧化有用的应用程序，离子交换流程，磁应用和电化学[8,10-16]。常规二氧化锰已被用于烯丙基和苄氧化，并且其催化活性是依赖在筹备，组成，晶体结构，形貌和[17,18]。然而，从原子经济和环境的需求的观点来看，这是有吸引力的，发展的氧化锰对肉桂更有效的有氧氧化中空结构酒精。此外，尽管有许多方法报道的合成锰氧化物空心结构，对于一个浅显的方法合成氧化锰空心结构不同使用中空前驱阶段，还没有得到充分的发展。在本文中，我们提出一个煅烧法合成以不同的相位使用氧化锰中空结构C-MnO2的中空结构为先导。它们的催化活性在肉桂醇的催化氧化进行了评价。2.实验2.1．催化剂的制备2.1.1．对C-MnO2的中空结构前驱体制备分析纯MnSO4H2O（8.50克）和高锰酸钾（3.43克）粉末在自动研钵，在室温下混合在一起1小时。然后，在室温下将混合粉末在连续电磁搅拌转移到200毫升蒸馏水中的烧杯中。在此之后，另一个100毫升1MH2SO4的溶液加入到烧杯。溶液中反应时间17小时之后，将沉淀物过滤并用蒸馏水和乙醇以有可能除去任何化学物种残留在最终产品。将所得产物thendried在烘箱中在70℃过夜。传统的二氧化锰从成都联合化工有限责任公司购买。2.1.2．经焙烧锰氧化物空心结构的制备一克的合成的前体加入到一个石英坩埚，然后在马弗炉中350-500℃下煅烧在空气中4-9小时的温度范围内，得到的b-MnO2和Mn2O3样品。2.2．催化剂的表征X射线粉末衍射（XRD）分析的产品在帕纳科的X'PertPro的X射线衍射仪进行配备的Cu-Kα辐射（K=1.54178埃），在40千伏和40毫安操作。产品的形貌通过场发射扫描电子显微镜的研究（FESEM，JEOLJSM-6700F）具有5千伏的加速电压和传输电子显微镜（TEM，JEOL-2100F），与加速电压为200千伏。热解重量分析的前体（TGA）在TA仪器Q5000（TA）进行，在流动空气与从25到900℃的加热速度为10℃/分钟。BET比表面积是通过氮气吸附在77K测定使用MicromeriticsASAP的2000系统将样品脱气后在真空中于130℃过夜。该TPR试验用TCD检测器conductedin流动H2-还原系统。在测量中，30毫克样品以降低的由氢（5体积％）和氮气（95体积％）的气态混合组成从50到650℃的加热速度为10℃/分钟。该气体流中的水除去装有13X分子筛的柱在进入检测器。2.3．测试活动用于醇氧化的典型的方法中，甲苯（5毫升）中和肉桂醇（1毫摩尔）先加入到25毫升圆底含有0.1g催化剂瓶中。然后将混合物在回流下搅拌，在80℃用空气鼓泡。空气中通过用10毫升/分钟的流速在质量流量控制器控制。2小时后反应，将混合物冷却至室温。用气相色谱/质谱（GC/MS）配有HP-1MS毛细管柱滤液进行分析。外标法获得通过，成为定量方法。3.结果与讨论3.1．催化剂的表征曲线a所示。图1是合成的前体的XRD图。衍射峰能很好的分配到c-二氧化锰（JCPDS14-664）的纯正交相。曲线b和c所示。1顷获得的两个产品，将在后面讨论的X射线衍射图案。