Active transition metal species (Co, Mn, Ni, Fe, or Cu) supported on a chemically modified SBA015 silica were prepared as heterogeneous catalysts. The heterogeneous liquid phase oxidation of p-xylene on the prepared catalysts was carried out to investigate the possibility of the development of heterogeneous process for easier catalyst separation.The Co species bound on the SBA-15(Co-SBA-15) was found to be the most effective for the oxidation to corresponding aromatic carboxylic acids than the other transition metal species. In addition, the effects of reaction variables such as reaction time(0.5∼9h), reaction temperature (130∼190℃), total pressure (10∼25 atm) and the partial pressure of oxygen (1-9 atm) were studied on the Co-SBA-15 catalyst. At high levels of conversion, the considerable catalytic activities to p-toluic acid were observed, even though formation of terephthalic acid, an solid product, was very low and then the catalyst was easily deactivated due to build--up of solid products on active sites. The proposed reaction network based on the selectivities of intermediate oxidation products for p-toluic and terephthalic acid was similar to that on the homogeneous Co-Mn catalytic reaction system. This indicates that the Co-SBA-15 catalyst is a heterogeneous catalyst which can behave like a homogeneous catalyst and may be well applied to the liquid phase oridation of hydrocarbons without formation of solid products.

화학적으로 개조된 SBA-15 실리카 위에 활성 전이 금속 종들(Co, Mn, Ni, Fe, or Cu)이 담지된 불균일 촉매를 제조하였다. 제도된 촉매상에서 p-xylene의 불균일 액상 산화반응이 손쉬운 촉매 분리를 위한 불균일 공정의 개발 가능성을 검토하기 위하여 수행되었다. SBA-15 위에 결합된 Co 종(Co-SBA-15)은 다른 전이 금속 종들보다 대응하는 방향족 카르복실산으로의 산화 반응에 가장 효과적인 것으로 나타냈다. 더 나아가 Co-SBA-15 촉매상에서 반응시간(0.5~9 h), 반응온도(130~190 ℃), 전압(10~25 atm) 및 산소 분압(1~9 atm)과 같은 반응 변수의 영향을 연구하였다. 높은 전환율에서 고체 생성물인 terephthalic acid의 형성은 매우 낮고 그때 활성점 위에서 고체 생성물의 쌓임으로 인해 촉매가 쉽게 비활성화 되었을지라도, p-toluic acid로는 고려할만한 선택성이 관찰되었다. p-Toluic acid 및 terephthalic acid를 향한 중간 산화 생성물들의 선택성을 기초로 추정된 반응 경로는 균일 Co/Mn 촉매 반응계에서와 비교하여 거의 같다. 이것은 Co-SBA-15 촉매가 균일 촉매적 행동을 하는 불균일 촉매이고 고체 생성물을 생성하지 않는 탄화수소들의 액상 산화반응을 위하여 잘 적용될 수 있을 것임을 시사한다.