《表2 不同方法制备的载铜介孔碳的催化活性比较》

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《载铜介孔碳的制备及其对H_2O_2氧化苯制苯酚的催化性能》

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注:反应体系为40mg催化剂，10 mmol苯，20 mmol H2O2（30%），10mL乙腈，在70℃下反应5h。

在3种方法制备的载铜介孔碳材料中，分别选择了表面积和孔容较大的载铜介孔碳样品MC-Cu（s）-3.3、MC-Cu（h）-0.2、MC-Cu（i）-1.4，以介孔碳样品MC（s）、MC（h）和活性炭作参照，探究了载铜介孔碳对H2O2氧化苯制苯酚的催化作用。从表2可以看出，当苯与H2O2摩尔比为1/2的条件下，活性炭作催化剂时不发生苯羟基化反应，而徐家泉等[19]认为活性炭具有良好且稳定的催化性能，苯酚收率可达14.4%。这可能与活性炭预处理有关，徐家泉等对活性炭进行了酸浸泡和进一步碳化处理，而本研究对活性炭未做任何处理。当分别加入40mg的介孔碳MC（s）和MC（h）时能发生反应，但苯的转化率很低；当加入同样量的载铜介孔碳时，苯的转化率显著提高，尤其是软模板法制备的载铜介孔碳MC-Cu（s）-3.3，在反应5h后，苯的转化率为74%，苯酚选择性达98%；其次是浸渍法制备的MC-Cu（i）-1.4催化剂，苯转化率和苯酚选择性分别为31%和85%，而硬模板法制备的MC-Cu（h）-0.2催化效果最差，苯转化率和苯酚选择性仅为23%、76%。这可能与铜的价态有一定关系，如图3所示，铜在MC-Cu（s）-3.3、MC-Cu（i）-1.4中主要是以还原态形式存在，而在MC-Cu（h）-0.2中是以氧化态形式存在，说明还原态铜是催化该反应的主要活性位点，这与文献报道的氧化态铜是活性位点的结论[8，11，20]是不一致的；也有可能与铜含量有关，MC-Cu（s）-3.3含铜量最高，其次是MC-Cu（i）-1.4，MC-Cu（h）-0.2的含铜量最低；还有可能与催化剂的表面积有关，如表1所示，MC-Cu（s）-3.3的表面积最大，为910m2/g，MC-Cu（i）-1.4的表面积仅为464m2/g。此外，也可能与微孔孔容大小有关，从表1可以得出，MC-Cu（s）-3.3、MC-Cu（h）-0.2、MC-Cu（i）-1.4这3种复合催化剂的微孔孔容分别占催化剂总孔容的3%、22%和4%，这刚好与它们的催化活性呈负相关，即微孔孔容所占比例越小，催化剂催化活性越高。