發(fā)布時間：2020-10-22 17:39

　　 甲苯氧化是一個非常重要的化學反應。其氧化產物苯甲酸、苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸芐酯被廣泛地應用于醫(yī)藥、食品、香料、樹脂、纖維等工業(yè),目前生產工藝主要是采用甲苯液相催化氧化法。國內外主要是用鈷鹽如醋酸鈷作催化劑氧化甲苯而得,但氧化存在產物脫羧嚴重,產物中苯甲酸、苯甲醛和苯甲醇選擇性比較低,催化劑結垢、流失現(xiàn)象嚴重等缺點,因此,開發(fā)新的催化劑具有重要意義。本論文首先合成了三種“綠色”Lewis酸——過渡金屬十二烷基磺酸錳、鈷、鎳三種催化劑,結合紅外光譜、元素分析、溶解性、熱重、單晶衍射等分析手段對其結構、熱穩(wěn)定性及溶解性進行了表征。分析顯示,三種過渡金屬十二烷基磺酸錳、鈷、鎳均為溫控催化劑,催化劑在58℃以上溶于水,在48℃析出。采用無溶劑,無引發(fā)劑的情況下進行催化氧化甲苯的實驗,結果顯示,制備的十二烷基磺酸鈷、錳、鎳對甲苯的氧化反應表現(xiàn)出了良好的催化活性,其中以十二烷基磺酸鈷活性最高。在無溶劑、無引發(fā)劑存在的條件下,研究了十二烷基磺酸鈷催化分子氧氧化甲苯的反應。得出該反應的最佳反應條件為:甲苯10g,催化劑0.1816 g(為甲苯摩爾質量的0.3%),溫度為150℃,氧氣壓力為1.2MPa,反應時間為3h。在此條件下得到甲苯轉化率為11.16%,苯甲醛選擇性13.24%,苯甲醇選擇性為12.78%,苯甲酸選擇性71.45%。并且反應結束后可以直接進行萃取分離,經(jīng)多次穩(wěn)定性實驗得出實驗具有很好的重現(xiàn)性。在無溶劑、無引發(fā)劑存在的條件下,研究了NHPI(N-羥基鄰苯二甲酰亞胺)/十二烷基磺酸鈷協(xié)同催化分子氧氧化甲苯的反應。得出該反應的最佳反應條件為:甲苯10g,十二烷基磺酸鈷/NHPI摩爾配比為1:1,復合催化劑十二烷基磺酸鈷/NHPI用量為甲苯摩爾質量的0.4%,反應溫度160℃,氧氣壓力為1MPa,反應時間為2h。得出甲苯的轉化率平均可達24.89%,苯甲酸的選擇性平均可達95.23%。
【學位單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36
【部分圖文】：

這種方法提出后，為甲苯的催化氧化反應開辟了一條新道路，這種方法與傳統(tǒng)工藝相比，反應條件比較溫和，同時也有需要大量催化劑，較難分離等缺點。之后Ishii 課題組[47]研究了以 NHPI 作為主催化劑，同時輔以乙酰丙酮鈷作為為助催化劑，溶劑選用冰乙酸，對影響結果的反應條件進行了優(yōu)化篩選，在一定條件下反應 6h，此時轉化率可高達 92%，并且產物苯甲酸的選擇性幾乎為 100%。

并將其用于催化甲苯選擇氧化制備苯甲酸的反合乙酸鈷的水溶液混合后調 pH，然后經(jīng)過攪拌系列不同鈷含量的催化劑。然后將催化劑運用到用乙酸做為溶劑，考察了不同反應條件（如鈷含影響。結果表明，在溶劑比為 V(乙酸)：V(甲苯1%的催化劑 1%Co/Al(OH)x-150，此時進行甲苯苯的轉化率可達 48.9%，主要產物苯甲酸的選率較高，但是使用溶劑乙酸會對設備造成腐蝕情

2.2.3 催化劑溶解性與溫度的關系將制備的十二烷基磺酸鈷、十二烷基磺酸鎳、十二烷基磺酸錳溶解于甲進行升溫操作，觀察溫度與催化劑在甲苯中的溶解度的關系。2.2.4 催化劑的活性評價催化劑的活性評價主要是看其對甲苯液相催化氧化的能力，催化氧化反YZPR-100 型微型高壓反應釜中進行。典型實驗步驟：在 YZPR-100 型微型高壓反應釜的聚四氟乙烯內襯中加入制備的溫控催化劑（其中用量為為甲苯摩爾質量的 0.3%），然后加入甲苯，后放入 YZPR-100 型微型高壓反應釜內，以氧氣排盡體系內的空氣（重復三最后將氧氣壓力穩(wěn)定在 1.5MPa，打開微型高壓反應釜的加熱裝置進行升溫，度達到 150℃的時候，保持此溫度反應數(shù)小時。反應過程采用氣相色譜儀進行定量分析。
【參考文獻】

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本文編號：2851903