基于 Lawsonia inermis 提取物的绿色合成 MnO2 纳米催化剂及其在苯甲醇氧化中的应用

《Clean Technologies》：Oxidation of Alcohols over Recyclable Zeolite-Supported MnO2 Nanoparticles: A Sustainable Catalytic Approach

　　

摘要

Lawsonia inermis提取物被用作包覆和稳定剂，通过环保方法合成了MnO₂纳米颗粒，并将其固定在与13X分子筛（MnO₂@Z）的表面上。这种以绿色物质为载体的催化剂在H₂O₂氧化剂存在下，被用来选择性地将苯甲醇（BzOH）氧化为苯甲醛（BzDH）。该催化剂通过FTIR、XRD、FE-SEM、EDX、TGA和BET分析进行了表征。通过大量实验研究了反应时间、反应温度、催化剂用量以及H₂O₂:BzOH比例对催化性能的影响。在80 °C下反应6小时，使用250毫克催化剂以及1.25H₂O₂:1BzOH的摩尔比时，获得了最高的催化活性。利用Lawsonia inermis提取物的生物化学特性，开发出了一种高度稳定的异相催化剂，用于苯甲醇的选择性氧化。这项工作展示了一种具有潜在可持续性优势的异相催化氧化方法，包括催化剂的可回收性和使用H₂O₂作为氧化剂。尽管当前研究的催化性能令人满意，但为了未来的大规模应用，还需要进一步优化催化剂的装载方式、能耗以及回收过程，并进行全面的环境友好性评估。