葡萄糖酸作为葡萄糖的深加工产品,是制备葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐的基础原料,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。传统生物发酵法制备葡萄糖酸具有温度敏感、周期长、产物纯度低等缺点。目前关于葡萄糖酸生产的研究主要为包括负载型金属催化剂在内的多相催化法,其中,钯系催化剂对葡萄糖氧化具有较高活性,介孔材料因其较高的表面积和稳定性常用作金属纳米粒子的载体,但在介孔材料制备中多采用煅烧的方法,易导致其孔道塌陷。本论文利用一种简便温和的方法制备出Pd/MSN纳米粒子,并将其应用于葡萄糖氧化制备葡萄糖酸的研究。首先,采用溶胶-凝胶法,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板,在温和条件下制备出纳米介孔二氧化硅(MSN),再以Pd Cl2为金属源,硼氢化钠为还原剂,合成介孔二氧化硅负载钯(Pd/MSN)纳米粒子。利用傅里叶红外光谱(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱吸(BET)等方法对Pd/MSN纳米粒子进行表征,结果发现其介孔结构具有良好的有序性,介孔二氧化硅和Pd/MSN纳米粒子均具有较好的分散性,且形态稳定。初步活性测定表明,Pd/MSN纳米粒子具有较高的催化氧化葡萄糖的活性和选择性,葡萄糖转化为葡萄糖酸的转化率可达95.6%。其次,研究了MSN制备工艺对催化剂活性的影响。分别在CTAB不同的浓度、不同类型的碱以及碱的浓度下合成了介孔二氧化硅,对形态和颗粒大小进行了表征,并作为载体负载钯纳米粒子用于葡萄糖的氧化,发现这些因素不仅会影响载体形态,还会对最终催化剂的催化活性有一定的影响,当采用强碱Na OH浓度为14 m M,CTAB浓度为5.7 m M时催化活性较高。再者,考察了Pd/MSN制备方法对催化活性的影响。分别考察了不同浸渍方法、不同还原剂及加入量和加入保护剂后所制得Pd/MSN纳米粒子的催化活性,发现超声波浸渍法得到的催化剂活性优于传统化学浸渍法,利用硼氢化钠为还原剂制得的Pd/MSN纳米粒子催化活性高于其他还原剂。最后,优化了Pd/MSN催化氧化葡萄糖生产葡萄糖酸的工艺。考察了不同钯负载量、不同温度和搅拌速度下催化剂的活性,并通过Box-Behnken模型进行响应面优化得到最优反应条件为:钯负载量为4.2%,搅拌速度为500 r/min,反应温度80oC。