磁性核殼結(jié)構(gòu)催化劑載體的制備及其在碳酸二苯酯合成中的應用.pdf

1、碳酸二苯酯(Diphenyl Carbonate, DPC)是合成制造通用工程塑料聚碳酸酯（PolyCarbonate, PC）的主要原料。DPC合成路線主要包括光氣法、酯交換法、草酸二苯酯脫羰基法及苯酚氧化羰基化法，其中苯酚氧化羰基化法一步合成DPC，具有原子利用率高，對環(huán)境友好等優(yōu)勢，已成為國內(nèi)外研究開發(fā)的熱點。
　　氧化羰基化法合成 DPC的研究方向主要集中在均相催化劑和非均相催化劑的催化體系的選擇上，而對于反應器的研究較少

2、。目前，催化反應多在固定床或者淤漿床反應器上進行，往往導致傳質(zhì)不均；同時由于氧化羰基化合成 DPC的反應是強放熱反應，在這類床層中易產(chǎn)生局部飛溫和溝流現(xiàn)象。采用磁穩(wěn)定床能有效的解決上述傳質(zhì)和傳熱問題。本工作擬將磁穩(wěn)定床反應器引入到氧化羰基化合成 DPC工藝過程中并進行探索性研究，研究內(nèi)容包括兩個方面：一是開發(fā)適用于磁穩(wěn)定床反應器的磁性催化劑，二是以氧化羰基化法合成 DPC為考察對象進行催化劑的活性評價及反應工藝條件的優(yōu)化。
　　本

3、文采用磁性核殼結(jié)構(gòu)的催化劑載體，負載活性組分鈀后得到相應的磁性催化劑。實驗開發(fā)篩選出較適宜的磁性內(nèi)核，明確包覆的制備工藝流程，確定載體摻雜元素的組分配比，并采用沉淀法負載鈀制備出相應的催化劑，以苯酚氧化羰基化法一步合成DPC的反應進行活性評價。利用XRD、BET、TEM、VSM等表征手段對催化劑進行結(jié)構(gòu)和物性表征，在此基礎(chǔ)上探討了反應機理。同時本文也對篩選后的磁性催化劑用于苯酚氧化羰基化合成 DPC的工藝條件進行了考察，并得到以下結(jié)論:

4、
　　(1)通過對磁性內(nèi)核的制備以及篩選，發(fā)現(xiàn)以Fe3O4@SiO2為磁性內(nèi)核在形貌控制及磁性大小方面均較好。
　　(2) Pd/Fe3O4@SiO2@Ce1-xMnxO2催化劑中，前驅(qū)體的焙燒溫度確定為550℃，在Ce、Mn摩爾比為1:1時,載體呈現(xiàn)明顯的核殼結(jié)構(gòu)，相應的制得的催化劑具有最好的催化活性，DPC的收率可達14.4％。
　　(3) CuO的引入方法和引入量對催化劑的催化活性有很大影響。當采用Cu(NO3)

5、·3H2O直接添加至溶液中的添加方法，在 CuO添加量為9wt%時，催化劑具有最好的活性， DPC收率可達20.67%，此時催化劑載體Fe3O4@SiO2@CuO-Ce0.5Mn0.5O2的比飽和磁化強度為21.5emu/g，載體呈現(xiàn)良好的順磁性，在磁性方面基本符合磁穩(wěn)定床對磁性催化劑的應用要求。
　　(4)考察合成 DPC工藝條件的研究，發(fā)現(xiàn)反應時間、溫度、壓力等不同工藝條件對合成 DPC都有重大影響。優(yōu)化的工藝條件為反應溫度1