多金屬氧酸鹽催化乙苯液相合成苯乙酮的研究.pdf

1、苯乙酮是一種重要的化工原料，工業(yè)上采用乙苯空氣直接氧化法制取苯乙酮，但該法存在轉(zhuǎn)化率不高，副產(chǎn)物多等缺點(diǎn)。隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的逐步重視，雜多化合物因具有催化活性高、選擇性好、反應(yīng)條件溫和及不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)被作為一種綠色催化劑受到重視，開(kāi)展HPC在工業(yè)催化、環(huán)境保護(hù)及節(jié)能等方面的開(kāi)發(fā)與研究都具有重要的科研價(jià)值和工業(yè)意義。
　　 本文以乙苯為原料，研究Dawson型磷鉬釩酸鹽的合成方法及其催化乙苯合成苯乙酮的催化性能，推測(cè)其反應(yīng)機(jī)理

2、，主要的內(nèi)容如下：
　　 1.Dawson型磷鉬釩酸鹽的合成及表征合成系列雜多酸鹽Co(8-n)/2(Cpyr)nP2Mo16V2O62(n=1,2..8，Cpyr=(C16H32C5H4N)+)ConH9-2nP2Mo15V3O62(n=1-4)，用原子吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、熱分析(TG)方法表征雜多化合物的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明ConH9-2nP2Mo15V3O62、Co(8-n)/2(C

3、pyr)nPMo16V2O62均具有Dawson結(jié)構(gòu)，過(guò)渡金屬Co、十六烷基吡啶沒(méi)有進(jìn)入一級(jí)結(jié)構(gòu)，它們僅占據(jù)在抗衡正離子的位置。
　　 2.Co(8.n2(Cpyr)nP2Mo16V2O62催化氧化乙苯合成苯乙酮以叔丁基過(guò)氧化氫為氧化劑（記作TBHP），Co(8-n)／2(Cpyr)nP2Mo16V2O62為催化劑，建立乙苯-Co(8-n)/2(Cpyr)nP2Mo16V2O62-TBHP的催化體系，考察溶劑類型及用量、氧化劑用

4、量、反應(yīng)時(shí)間、溫度等因素對(duì)乙苯氧化反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Co2(Cpyr)4P2Mo16V2O62催化活性最高，乙酸為最佳溶劑，在優(yōu)化反應(yīng)條件：乙苯25mmol，冰乙酸用量10mL, Co2(Cpyr)4P2Mo16V2O62催化劑0.1mmol，n(C8H10)/n(TBHP)=0.25，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間8h，乙苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到80.9％,苯乙酮的收率達(dá)到73.2％。
　　 3.ConH9-2nP2Mo15V3O62

5、催化氧化乙苯合成苯乙酮以雙氧水為氧化劑，ConH9-2nP2Mo15V3O62為催化劑，建立乙苯-H2O2-ConH9-2nP2Mo15V3O62的催化體系，考察溶劑類型及用量、氧化劑用量、反應(yīng)時(shí)間、溫度等因素對(duì)乙苯氧化反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Co4HP2Mo15V3O62催化活性最高，在最適宜反應(yīng)條件：乙苯25mmol, Co4HP2Mo15V3O62催化劑0.05mmol,n(C8H10)/n(H2O2)=0.125，n(Br-)

6、/n(Co2+)=25，冰乙酸用量20mL，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間1h。在此條件下，乙苯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)81.14％，苯乙酮的收率可達(dá)到53.26％。
　　 4.負(fù)載型磷鉬釩鈷雜多酸鹽催化氧化乙苯合成苯乙酮以雙氧水為氧化劑，以負(fù)載型Co4HP2Mo15V3O62雜多酸鹽為催化劑，考察了載體種類、催化劑用量、負(fù)載量等因素對(duì)乙苯氧化反應(yīng)催化性能的影響。在最佳反應(yīng)條件：以HZSM-5為載體，雜多酸鹽Co4HP2Mo15V3O62負(fù)載量3