NHPI-(Cosalen@SBA-15)催化甲苯液相選擇性氧化.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)上甲苯液相氧化制備苯甲酸具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、收率高、安全性好的優(yōu)點(diǎn)。該工藝副產(chǎn)少量附加值更高的苯甲醛和苯甲醇。隨著食品、醫(yī)藥和香料行業(yè)對(duì)無(wú)氯苯甲醛、苯甲醇需求量的增加,如何提高甲苯液相催化氧化體系苯甲醛、苯甲醇的選擇性已經(jīng)成為眾多研究人員關(guān)注的問(wèn)題。本文旨在探尋有效的催化劑和適宜的工藝條件實(shí)現(xiàn)甲苯的選擇性液相氧化制備苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸。
　　本文首先以NHPI/Cosalen為復(fù)合催化體系催化甲苯液相氧化反

2、應(yīng),以氧氣為氧源,考察了催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)NHPI/Cosalen催化活性的影響。結(jié)果表明:單獨(dú)用NHPI催化甲苯氧化反應(yīng)催化活性很低,而單獨(dú)用Cosalen催化無(wú)活性,組合使用NHPI與Cosalen在甲苯液相氧化反應(yīng)中起明顯的協(xié)同催化作用;甲苯液相氧化反應(yīng)的較適宜條件為:NHPI、Cosalen的加入量分別為甲苯用量的2mol％和0.02mol%時(shí),反應(yīng)溫度110℃,反應(yīng)時(shí)間2h,甲苯轉(zhuǎn)化率為13.55%,苯甲醛選擇性

3、32.69%,苯甲醇選擇性10.77%,醛、醇、酸總選擇性達(dá)97.71%。
　　其次,以介孔分子篩SBA-15為載體,采用接枝法實(shí)現(xiàn)Cosalen的負(fù)載,并采用甲基硅烷偶聯(lián)劑對(duì)SBA-15進(jìn)行疏水改性,以使極性產(chǎn)物苯甲醛、苯甲醇能從催化劑的載體上及時(shí)脫附,減少進(jìn)一步氧化反應(yīng)的發(fā)生。采用元素分析、ICP、IR、UV-vis、XRD、N2物理吸附、TG等手段對(duì)制備得到的疏水性負(fù)載型催化劑Cosalen@SBA-15進(jìn)行了表征,考察了載

4、體孔結(jié)構(gòu)參數(shù)、甲基偶聯(lián)劑種類對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)的影響。評(píng)價(jià)了樣品對(duì)甲苯、苯甲醛和苯甲醇的吸附性能以及NHPI/Cosalen@SBA-15在甲苯液相氧化反應(yīng)中的催化性能。結(jié)果表明:采用接枝法改性的SBA-15樣品介孔結(jié)構(gòu)和孔道有序性保持良好,孔容、孔徑、比表面積略有下降;Cosalen高度分散在SBA-15表面;SBA-15載體的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)越大,Cosalen負(fù)載量越高;甲基改性的樣品明顯增強(qiáng)了其表面疏水性能,對(duì)苯甲醛、苯甲醇的吸附量降低,疏