Cu2-MnO_x高效催化1,2,3,4-四氢喹啉氧化脱氢芳构化

采用新型无模板草酸盐路线制备了系列不同Cu含量的MnOx催化剂(MnOx、Cu1-MnOx、Cu2-MnOx、Cu3-MnOx、Cu4-MnOx、Cu2-450及Cu2-550),并应用于1,2,3,4-四氢喹啉(THQL)氧化脱氢芳构化。通过热重和热流分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H2-TPR)、原子吸收光谱(AAS)手段对催化剂进行表征。结果显示在这七种锰氧化物中,Cu2-MnOx具有高比表面积、增大的介孔平均孔径、较低的还原温度、最高的Mn^3+含量和吸附氧含量,最高的Mn^3+/Mn^4+。Cu2-MnOx在温和的反应条件下,以廉价的空气为氧化剂、无碱添加剂的情况下对THQL芳构化转化率和喹啉(QL)选择性分别达99.1%、97.2%。催化剂套用五次后转化率还可达95.8%,选择性随着套用次数增加略有降低,这可能是Cu元素的流失所致。催化剂无定型结构、Mn^3+和吸附氧含量,Mn^3+/Mn^4+、晶格氧的流动性及CuO和MnOx的协同作用是高催化活性的关键因素。