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Selective Liquid-Phase Oxidation of Toluene with Molecular Oxygen Catalyzed by Mn3O4 Nanoparticles Immobilized on CNTs under Solvent-Free Conditions

催化作用 甲苯 苯甲醇 苯甲醛 X射线光电子能谱 吸附 化学工程 材料科学 选择性 碳纳米管 拉曼光谱 纳米颗粒 溶剂 化学 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 催化氧化 有机化学 纳米技术 物理 光学 工程类 复合材料
作者
Yuwei Feng,Aiwu Zeng
出处
期刊:Catalysts [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:10 (6): 623-623 被引量:18
标识
DOI:10.3390/catal10060623
摘要

The catalytic performance of Mn3O4 supported on carbon nanotubes (CNTs) in the liquid-phase oxidation of toluene to benzyl alcohol and benzaldehyde was studied. The supported catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), N2 adsorption–desorption isotherms and ICP-MS. The results demonstrate that Mn3O4 nanoparticles loaded on CNTs performed better compared with pristine Mn3O4 or CNTs. The main reason for the increased catalytic activity is the dispersion and loading of Mn3O4 in CNTs. By optimizing the reaction temperature, reaction time, catalyst quality, oxygen flow rate and initiator dosage, the optimum reaction conditions were obtained. Using tert-butyl hydroperoxide (TBHP) as the initiator and oxygen as the oxidant, the toluene conversion rate was as high as 24.63%, and benzyl alcohol and benzaldehyde selectivity was 90.49%. The good stability of the catalyst was confirmed by repeating the experiment for four cycles and observing no significant changes in its performance.
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