对苯二甲酸钴催化制备苯乙酮的工艺研究

以对苯二甲酸(TPA)和四水乙酸钴[Co(OAc)₂·4H₂O]为原料，通过水相沉淀法制备对苯二甲酸钴(CoTP·2H₂O)催化剂。将该催化剂用于氧化乙苯制备苯乙酮的反应中，选择苯乙酮选择性和收率为考察指标，通过设计单因素的方法分别考察催化剂用量、反应温度、反应时间对催化氧化的影响并确定最佳的工艺条件。结果表明：CoTP·2H₂O催化剂用量为乙苯摩尔分数4%,反应温度为130℃,反应时间为32 h,此条件下的苯乙酮选择性和收率最优，分别为84%和75%。相对于传统配位催化剂，该CoTP·2H₂O催化剂成本较低，在催化乙苯氧化制备苯乙酮的反应中具备较高的稳定性、较好的催化效果并降低了生产成本，具有工业应用的前景。     

乙酰丙酮钴(Ⅱ)对甲苯液相空气氧化反应的催化性能

以乙酰丙酮钴(Co(acac)₂)为催化剂,在1 L高压搅拌反应釜中研究了其对甲苯液相空气氧化反应的催化性能和反应产物分布,考察了催化剂用量对甲苯转化率和苯甲酸收率的影响,并考察了不同温度下不同催化剂用量时的催化剂寿命。结果表明,Co(acac)₂催化甲苯液相氧化是平行连串的复杂反应,Co(acac)₂的催化活性存在"催化-抑制转换"现象,适宜的催化剂用量为0.0044%(质量分数);催化剂的寿命随反应温度变化存在一个最大值,165℃时催化剂寿命最长,反应温度较低(<165℃)时催化剂更容易失活;在165℃、Co(acac)₂用量为0.0044%时,反应4 h,甲苯转化率为19%,苯甲酸收率为80%;与醋酸钴、环烷酸钴等钴盐催化剂相比,Co(acac)₂催化剂具有用量少、催化活性时间长的优点,可有效地减缓钴盐结垢现象,Co(acac)₂催化剂对甲苯液相空气氧化反应具有良好的催化性能。     

室温下高氯酸钴催化氧化乙苯合成苯乙酮的研究

对高氯酸钴催化氧化乙苯合成苯乙酮的方法进行了研究,并对反应的最佳条件进行了探索。研究表明:当催化剂高氯酸钴的用量为5%(物质的量分数),氧化剂为Oxone,溶剂为乙腈-水,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,乙苯转化率和苯乙酮产率分别可达99.82%和76.29%。结果表明,该催化剂对苯乙酮的合成具有良好的催化活性。     

硫酸锰催化氧气氧化乙苯合成苯乙酮

工业上多采用苯和乙酰氯合成苯乙酮,但此法生成强酸,环境污染严重。本文研究了以硫酸锰为催化剂,氧为氧化剂,液相催化氧化乙苯制备苯乙酮的新方法。在最佳反应条件,即乙苯5 mL、硫酸锰用量为乙苯的4.9%、n(Br)/n(Mn)=2.0、冰乙酸10 mL、氧气流速为100 mL/min,温度90 ℃的条件下反应4 h,乙苯转化率和苯乙酮收率分别为72.36%和59.57%。     

草酸铈水合物催化制备苯乙酮工艺条件研究

以草酸铈水合物催化氧化乙苯制备苯乙酮,探究反应温度、反应时间对乙苯转化率以及苯乙酮收率的影响,利用固定靶X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(TG)、X射线光电子能谱仪(XPS)对滤渣进行定性分析,探究催化剂循环稳定性。结果表明,该体系下最佳工艺条件为：催化剂用量2%(摩尔百分比),反应温度120℃,反应时间24 h。此时,乙苯转化率53.68%,苯乙酮选择性55.03%;滤渣洗涤后仍为草酸铈,循环5次后,催化活性基本不变。     

复合无机盐CuSO4/Fe2(SO4)3催化合成乙酸异戊酯

乙酸异戊酯通常在浓硫酸催化下由乙酸和异戊醇酯化制得,由于浓硫酸的氧化和脱水作用存在产品纯度低和色泽深等缺点,开发性能更加优良的酯化催化剂以代替硫酸成为研究热点。为考察复合无机盐催化剂CuSO₄/Fe₂(SO₄)₃合成乙酸异戊酯的催化性能,研究乙酸和异戊醇为原料在复合无机盐CuSO₄/Fe₂(SO₄)₃催化下的酯化反应,并考察催化剂用量、反应时间和乙酸与异戊醇物质的量比对乙酸酯化率的影响。结果表明,在乙酸用量0.1 mol、异戊醇用量0.2 mol、催化剂用量0.8 g、反应时间2.0 h和带水剂环己烷用量10 mL条件下,酯化率高于93%。催化剂具有催化活性高、操作简单和不污染环境等优点。     

Co/Cu-USY分子筛制备及催化乙苯氧化性能

以硝酸铜为铜源,硝酸钴为钴源,对超稳分子筛（USY）进行单金属和双金属的改性,采用浸渍法制备一系列金属改性的USY分子筛催化剂,并对其进行X射线衍射（XRD）、N₂吸附脱附、傅里叶红外光谱分析（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）的表征分析。以乙苯氧化制苯乙酮为探针反应,在间歇式反应釜中催化氧化乙苯,考察金属负载量以及双金属改性对USY分子筛催化剂催化氧化性能的影响。结果表明,钴对于铜在USY分子筛上的均匀分布以及活性中心铜对乙苯氧化的催化作用具有协同促进作用,当Co和Cu的负载量分别为5%和20%时,5% Co/20% Cu-USY（质量分数）催化剂对乙苯催化氧化反应的性能最优,其乙苯的转化率和苯乙酮的选择性分别达到29.8%和87.2%。催化剂重复使用4次后其活性和选择性无显著降低,具有良好的结构稳定性。     

Cp2ZrCl2/三异丁基铝/B(C6F5)3催化体系催化1-辛烯聚合

用Cp₂ZrCl₂/三异丁基铝/B(C₆F₅)₃催化体系对1-辛烯的聚合进行研究,考察催化剂用量、反应温度、反应时间、Al与Zr物质的量比和B与Zr物质的量比等工艺条件的影响。确定1-辛烯齐聚的最佳工艺条件为：催化剂用量0.028 7 mmol,反应温度60 ℃,反应时间60 min,Al与Zr物质的量比为110,B与Zr物质的量比为1.5。     

非晶态TiO2-SiO2复合氧化物合成及其汽油氧化脱硫性能

采用沉淀法制备不同TiO₂含量的TiO₂-SiO₂复合氧化物,并用XRD、FT-IR、UV-VIS及TEM对样品进行表征,结果表明,TiO₂-SiO₂复合氧化物为非晶态结构。以过氧化氢-乙酸作为氧化体系,TiO₂-SiO₂复合氧化物为催化剂,考察TiO₂含量、反应温度、反应时间、过氧化氢用量和催化剂用量对汽油催化氧化脱硫效果的影响。结果表明,TiO₂质量分数为40%的TiO₂-SiO₂复合氧化物催化汽油氧化脱硫效果最好,在汽油用量10 g、冰醋酸用量0.5 mL、30%过氧化氢用量0.6 mL、催化剂用量为汽油质量的4%、反应时间60 min和反应温度40 ℃最佳条件下,汽油脱硫率为78%。     

Cu-MCM-41催化剂对偏三甲苯的催化氧化性能

通过水热晶化法合成不同Cu含量的Cu-MCM-41催化剂,考察在偏三甲苯/H₂O₂ 体系中制备2,3,5-三甲基苯醌的催化氧化性能,研究了反应时间、反应温度、催化剂铜含量、反应物物质的量比和催化剂用量对反应活性的影响。结果表明,催化剂在偏三甲苯的催化氧化反应中具有良好的催化活性。最佳反应条件:偏三甲苯用量1.0 g,550 ℃焙烧的Cu-MCM-41催化剂［n(Cu)∶n(Si)＝1∶50］用量0.05 g,n(H₂O₂ )∶n(偏三甲苯)=3.5∶1,反应温度70 ℃,反应时间6 h,此条件下,偏三甲苯转化率78.86%,2,3,5-三甲基苯醌收率66.13%。     

复合无机盐催化油酸正丁酯的合成研究

研究了采用复合无机盐Fe₂(SO₄)₃·(NH₄)₂S₂O₈为催化剂,以油酸和正丁醇为原料合成油酸正丁酯,通过正交实验及单因素检验,考察了反应条件对酯化率的影响。结果表明,最佳反应条件：油酸用量0.05 mol,正丁醇用量0.08 mol,催化剂用量0.3 g,15 mL正丁醇作带水剂,反应温度（120~140） ℃,反应时间1.0 h,酯化率大于96%     

乙酰丙酮盐催化甲苯液相氧化制苯甲醛的研究

以Co(acac)2为催化剂,研究其对甲苯液相空气氧化制苯甲醛的催化性能;考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、钴锰配比等对苯甲醛浓度和收率的影响。结果表明,甲苯液相氧化反应是一平行连串的复杂反应,在反应初期(低甲苯转化率时),苯甲醛生成速率快、反应液中苯甲醛浓度迅速升高,之后趋于一稳定值,浓度变化不大,但因苯甲醛易被深度氧化生成苯甲酸,苯甲醛收率随着转化率提高而下降。反应温度对苯甲醛浓度和收率影响甚微。与醋酸钴、环烷酸钴等催化剂相比,Co(acac)2催化剂具有催化剂用量较小和腐蚀作用较轻的优点,适当添加Mn(acac)2有利于提高苯甲醛的收率。     

负载型磷钼钒钴杂多酸盐催化氧化乙苯合成苯乙酮

采用浸渍法制备了系列负载型杂多酸盐催化剂,并将其应用于乙苯氧化合成苯乙酮的反应中。考察了载体类型、负载量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等因素对催化活性的影响。结果表明,以HZSM-5为载体,杂多酸盐Co_4HP_2Mo_（15）V_3O_（62）负载量30%,固定乙苯用量25mmol,催化剂用量0.4g,m（催化剂）：m（KBr）=2：3,n（乙苯）：n（过氧化氢）=0.125：1,反应温度80℃.反应时间1h,乙苯转化率达到82.21%,苯乙酮收率为55.75%。     

对孟烷氧化反应催化剂的制备、表征及工艺优化

采用水热合成法制备了适用于对孟烷氧化反应的Co催化剂和Mn催化剂，采用SEM、N₂吸附-脱附、XRD、FTIR、XPS对催化剂进行了表征，并探究催化剂在对孟烷氧化反应中的催化效果。采用鼓泡塔反应器连续式生产工艺进行对孟烷的氧化反应，生成过氧化氢对孟烷(PMHP)；从催化剂种类、反应温度、反应时间、反应前是否添加引发剂方面对反应工艺进行探究。结果表明，在反应前加入PMHP引发剂、100 m L对孟烷、15 g Co催化剂、反应温度120℃、反应时间8 h的最佳工艺条件下，PMHP的GC含量为30.28%，达到市场优秀水平。     

微通道反应器内乙苯连续氧化反应工艺研究

研究了在"心型"结构微通道反应器内乙苯与过氧化氢反应连续合成苯乙酮的氧化工艺过程,考察了乙苯与催化剂醋酸钴的摩尔比、停留时间、溶剂量、反应温度等对单程转化率及选择性的影响。在典型的工艺条件下,n(醋酸钴)∶n(乙苯)=13%,停留时间70 s,促进剂Br/Co=1.75,V(冰乙酸)/V(乙苯)=10∶1,温度为100℃,乙苯的转化率达到30.7%,苯乙酮的选择性达到100%。     

Keggin结构钼钒磷杂多化合物催化氧化乙苯合成苯乙酮

合成了一系列具有Keggin结构的钼钒磷酸铵杂多化合物,并以它们作催化剂、过氧化氢为氧化剂催化乙苯氧化合成苯乙酮。研究发现,在该反应中,催化剂具有较好的催化性能,且杂多化合物的钒原子数增加,其催化氧化活性增强,在优化条件下,乙苯转化率达81.7%,苯乙酮选择性为100%。     

聚合物微球固载的N-羟基邻苯二甲酰亚胺在分子氧氧化苯甲醇反应过程中的催化特性

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的交联共聚微球GMA/MMA为基质,经过几步大分子反应在微球表面合成与固载了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI),形成固载有NHPI的聚合物微球GMA/MMA-NHPI。将GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂组成共催化体系,用于分子氧氧化苯甲醇的反应过程。研究结果表明,GMA/MMA-NHPI与Co(OAc)₂所构成的共催化体系在温和条件(65℃和常压氧气)下可有效地实现苯甲醇的分子氧氧化过程,将其深度氧化为苯甲酸,显示出较好的催化活性和高的选择性(苯甲酸的选择性为96%)。主催化剂GMA/MMA-NHPI固载的NHPI与助催化剂Co(OAc)₂适宜的摩尔比为20:1;主催化剂所含NHPI的摩尔分数为底物的10%时催化剂的用量比较适宜。固体催化剂GMA/MMA-NHPI还具有良好的再循环使用性能。     

钒铌氧化物催化剂催化氧化乙二醛制乙醛酸

对钒铌氧化物催化氧化乙二醛制乙醛酸进行研究,考察V₂O₅、Nb₂O₅及其混合物和工艺条件如乙二醛浓度、催化剂加入量、反应温度及反应时间对反应的影响。结果表明,HNO₃+NaNO₂+Nb₂O₅体系中,在乙二醛质量分数20%、催化剂用量1 g、反应温度318 K和反应时间2 h条件下,乙二醛转化率为82%,乙醛酸选择性为79%。以SiO₂为载体,采用共沉淀法制备Nb₂O₅/SiO₂催化剂,采用N₂等温吸附-脱附和XRD对催化剂进行表征,考察Nb₂O₅负载量和催化剂用量对催化氧化乙二醛合成乙醛酸的影响,并对催化剂稳定性进行研究。结果表明,Nb2O5能提高硝酸催化氧化乙二醛体系中乙二醛转化率和乙醛酸选择性,Nb₂O₅/SiO₂比纯Nb₂O₅的催化效果更好。HNO₃+NaNO₂+Nb₂O₅/SiO₂体系中,在催化剂用量5 g、活性组分Nb₂O₅负载质量分数18%和反应时间2 h条件下,乙二醛转化率为85%,乙醛酸选择性为87%,Nb₂O₅/SiO₂的稳定性和重复使用效果均良好。     

SO42-/TiO2-SnO2固体超强酸无溶剂催化合成季戊四醇双缩苯乙酮

在无溶剂条件下,以SO₄₂-/TiO₂-SnO₂固体超强酸为催化剂,合成了季戊四醇双缩苯乙酮,考察了催化剂的用量、反应物的摩尔比、反应时间和反应温度等对缩酮反应的影响。结果表明,催化剂的用量为反应物总质量的1.6%,季戊四醇和苯乙酮的摩尔比为1:2.2,反应温度为175℃,反应时间为4 h时,季戊四醇双缩苯乙酮的产率达98.6%。对产物进行了1HNMR、MS、单晶衍射表征。该方法具有合成工艺简单、温度可控、产率高、产物易于分离、不产生污染、催化剂可重复使用等优点,具有良好的工业应用前景。     

N-Zn/TiO2光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究

采用溶胶凝胶法合成了氮、锌共掺杂二氧化钛催化剂（N-Zn/TiO₂）,用于催化氧化双碱法脱硫废液中的亚硫酸钠。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和场发射环境扫描电镜对N-Zn/TiO₂催化剂的形貌和结构进行了表征。并考察了催化剂用量、溶液pH、空气流量、亚硫酸钠初始浓度对N-Zn/TiO₂光催化氧化亚硫酸钠的影响。实验结果表明：在不加N-Zn/TiO₂催化剂的情况下,将脱硫废液中的亚硫酸钠完全氧化需要8 h,而N-Zn/TiO₂在紫外光照射下能在1.5 h内将亚硫酸钠催化氧化完全。催化剂的用量对反应速率的影响最大,废液中亚硫酸钠的氧化速率随着催化剂用量的增多呈上升趋势。其次是溶液的pH对亚硫酸钠的氧化有较大影响,随着pH的增大,亚硫酸钠的氧化速率呈先增大后减小的趋势。实验所得到的最优反应条件为：催化剂用量为m（催化剂）/m（亚硫酸钠）=1/100,pH=6.5,空气流量为4 L/min。