表面修饰的钒氧化物纳米带上甲苯选择氧化反应

doi:10.1016/S1872-2067(12)60619-6

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (7): 1297-1302.DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60619-6

表面修饰的钒氧化物纳米带上甲苯选择氧化反应

李轩, 叶霜, 赵建波, 李磊, 彭路明, 丁维平

南京大学化学化工学院, 介观化学教育部重点实验室, 江苏南京 210093

收稿日期:2013-04-30 修回日期:2013-05-15 出版日期:2013-07-16 发布日期:2013-07-16
通讯作者: 丁维平
基金资助:
国家自然科学基金(21273107).

Selective oxidation of toluene using surface-modified vanadium oxide nanobelts

LI Xuan, YE Shuang, ZHAO Jianbo, LI Lei, PENG Luming, DING Weiping

Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry of MOE, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, Jiangsu, China

Received:2013-04-30 Revised:2013-05-15 Online:2013-07-16 Published:2013-07-16
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (21273107).

摘要/Abstract

摘要： 采用声化学水热法制备了V₂O₅纳米带,并将十六烷基膦酸负载在它和块状V₂O₅表面上,以修饰催化剂表面,通过调变催化剂中晶格氧活动性以及表面酸碱性来控制其催化甲苯氧化产物的选择性.结果表明,V₂O₅纳米带具有较强的晶格氧活动性,与普通块状V₂O₅相比,甲苯转化率更高,但苯甲醛和苯甲酸的总选择性下降.经过表面修饰后,V₂O₅纳米带的催化活性以及苯甲醛、苯甲酸总选择性增加;而块状V₂O₅上苯甲醛、苯甲酸总选择性更高,但催化活性显著下降.

关键词: 五氧化二钒纳米带, 选择氧化, 甲苯, 十六烷基膦酸, 表面修饰

Abstract: Vanadium oxide nanobelts were synthesized using a sonochemical-hydrothermal method. Hexadecylphosphonic acid (HDPA) was introduced onto the surfaces of the nanobelts and bulk vanadium oxide to tune their catalytic properties; these properties were tested using gas-phase oxidation of toluene. The catalytic activity of the vanadium oxide nanobelts was higher than that of the bulk oxide as a result of the higher lattice oxygen activity of the nanobelts. Doping with HDPA, tuning the lattice oxygen activity, and blocking unselective sites led to both higher activity and selectivities for benzaldehyde and benzoic acid on nanobelt-like vanadium oxides, whereas led to lower activity but higher selectivities for benzaldehyde and benzoic acid on bulk vanadium oxides.

Key words: Vanadium oxide nanobelt, Selective oxidation, Toluene, Hexadecylphosphonic acid, Surface modification

李轩, 叶霜, 赵建波, 李磊, 彭路明, 丁维平. 表面修饰的钒氧化物纳米带上甲苯选择氧化反应[J]. 催化学报, 2013, 34(7): 1297-1302.

LI Xuan, YE Shuang, ZHAO Jianbo, LI Lei, PENG Luming, DING Weiping. Selective oxidation of toluene using surface-modified vanadium oxide nanobelts[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(7): 1297-1302.

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参考文献

[1] Sheldon R A, Kochi J K. Metal-Catalyzed Oxidations of Organic Compounds. New York: Academic Press, 1981. 26

[2] Hermans I, Spier E S, Neuenschwander U, Turrà N, Baiker A. Top Catal, 2009, 52: 1162

[3] Xue M W, Yu J N, Chen H, Shen J Y. Catal Lett, 2009, 128: 373

[4] Zhang Z, Gao J, Ma H, Xu J. Chin J Catal (张展, 高进, 马红, 徐杰. 催化学报), 2012, 33: 1198

[5] Lü J G., Shen Y, Peng L M, Guo X F, Ding W P. Chem Commun, 2010, 46: 5909

[6] Kesavan L, Tiruvalam R, Ab Rahim M H, bin Saiman M I, Enache D I, Jenkins R L, Dimitratos N, Lopez-Sanchez J A, Taylor S H, Knight D W, Kiely C J, Hutchings G J. Science, 2011, 331: 195

[7] Konietzni F, Kolb U, Dingerdissen U, Maier W F. J Catal, 1998, 176: 527

[8] Bulushev D A, Kiwi-Minsker L, Zaikovskii V I, Lapina O B, Ivanov A A, Reshetnikov S I, Renken A. Appl Catal A, 2000, 202: 243

[9] Konietzni F, Zanthoff H W, Maier W F. J Catal, 1999, 188: 154

[10] Bulushev D A, Kiwi-Minsker L, Renken A. Catal Today, 2000, 57: 231

[11] Zhang H L, Zhong W, Duan X, Fu X C. J Catal, 1991, 129: 426

[12] Xue M W, Ge J Z, Zhang H L, Shen J Y. Appl Catal A, 2007, 330: 117

[13] Ponzi M, Duschatzky C, Carrascull A, Ponzi E. Appl Catal A, 1998, 169: 373

[14] Ge H, Chen G W, Yuan Q, Li H Q. Chem Eng J, 2007, 127: 39

[15] Kuang W X, Fan Y N, Chen K D, Chen Y. J Catal, 1999, 186: 310

[16] Haber J. Catal Today, 2009, 142: 100

[17] Zhou K B, Li Y D. Angew Chem, Int Ed, 2012, 51: 602

[18] Narayanan R, El-Sayed M A. J Phys Chem B, 2005, 109: 12663

[19] Centi G, Perathoner S. Catal Today, 1998, 41: 457

[20] Martin A, Bentrup U, Lücke B, Brückner A. Chem Commun, 1999: 1169

[21] Gao W, Dickinson L, Grozinger C, Morin F G, Reven L. Langmuir, 1996, 12: 6429

[22] Taufiq-Yap Y H, Wong Y C, Zainal Z, Hussein M Z. J Nat Gas Chem, 2009, 18: 312

[23] Yamamoto N, Hiyoshi N, Okuhara T. Chem Mater, 2002, 14: 3882

[24] Besselmann S, Freitag C, Hinrichsen O, Muhler M. Phys Chem Chem Phys, 2001, 3: 4633

[25] Due-Hansen J, Kustov A L, Rasmussen S B, Fehrmann R, Christensen C H. Appl Catal B, 2006, 66: 161

[26] Mars P, van Krevelen D W. Chem Eng Sci, 1954, 3(supple 1): 41

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Selective oxidation of toluene using surface-modified vanadium oxide nanobelts

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[1]	马多征, 李相呈, 刘闯, Caroline Versluis, 叶迎春, 王振东, Eelco T. C. Vogt, Bert M. Weckhuysen, 杨为民. SCM-36分子筛纳米片用于乙烯和2,5-二甲基呋喃转化制可再生对二甲苯[J]. 催化学报, 2023, 47(4): 200-213.
[2]	韩孝琴, 左佳昌, 温丹璐, 袁友珠. ZnZrO_x-HZSM-5双功能催化剂催化甲苯与合成气烷基化制对二甲苯[J]. 催化学报, 2022, 43(4): 1156-1164.
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[5]	邓长顺, 崔韵, 陈俊超, 陈腾, 郭学锋, 季伟捷, 彭路明, 丁维平. 烷基膦酸键合的纳米氧化物上甲苯选择氧化制苯甲醛的类酶机理[J]. 催化学报, 2021, 42(9): 1509-1518.
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[11]	俞齐军, 李金哲, 危长城, 曾姝, 徐舒涛, 刘中民. 球磨在制备Cs/X型催化剂中的作用以及对甲苯甲醇侧链烷基化反应的影响[J]. 催化学报, 2020, 41(8): 1268-1278.
[12]	邓长顺, 许孟霞, 董珍, 李磊, 杨金月, 郭学峰, 彭路明, 薛念华, 祝艳, 丁维平. 十六烷基膦酸配合的复合氧化物纳米催化剂稳定的O/W乳液中甲苯单一氧化为苯甲醛[J]. 催化学报, 2020, 41(2): 341-349.
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[15]	黎小芳, 伍晓锋, 刘升卫, 李宇涵, 范佳杰, 吕康乐. 光催化的氟效应[J]. 催化学报, 2020, 41(10): 1451-1467.