苯環(huán)羥基化催化劑的研究.pdf

1、直接氧化苯合成苯酚具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景.世界上90﹪的苯酚是通過(guò)異丙苯法生產(chǎn),該工藝需要三步反應(yīng),副產(chǎn)丙酮,環(huán)境污染嚴(yán)重. 由于苯環(huán)上C-H鍵的鍵能大,難活化,而且產(chǎn)物比原料更活潑,易發(fā)生深度氧化.因此,直接氧化苯合成苯酚是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題.本論文旨在苯與氧氣在液相條件下合成苯酚催化劑的研究和開發(fā). 首先,論文研究了不同金屬改性的粘土和FSM-16分子篩催化劑催化苯與過(guò)氧化氫合成苯酚反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)釩氧化物是催

2、化劑中活性最高的活性組分.以釩氧化物負(fù)載于粘土為催化劑,苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到14.1﹪,苯酚的選擇性為94﹪. 其次,論文研究了在苯與氧氣合成苯酚的反應(yīng)中,分子氧活化的方式和規(guī)律.將催化劑V/Al<,2>O<,3>用氫氣或者抗壞血酸進(jìn)行還原處理,得到的低價(jià)態(tài)釩氧化物通過(guò)"reductive activation"的方式活化氧,來(lái)實(shí)現(xiàn)苯與氧氣合成苯酚的反應(yīng).催化劑的表征證明四價(jià)的釩氧化物是反應(yīng)過(guò)程的活性物種. 最后,論文開發(fā)出了

3、以四價(jià)釩為主要成分的納米釩氧化物催化劑.根據(jù)釩氧化物納米管在合成過(guò)程,五價(jià)的釩被有機(jī)胺還原生成四價(jià)的釩這一原理,在不同條件下合成了不同形態(tài)的納米釩氧化物.其中催化劑VO-N-P-A的活性最高,苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到3.7﹪.催化劑的重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:催化劑VO-C16-A具有很好的重復(fù)性. 另外,論文還研究了不同金屬改性的FSM-16分子篩催化劑催化苯酚與過(guò)氧化氫合成苯二酚的反應(yīng),其中Fe-FSM-16催化劑使苯酚轉(zhuǎn)化率達(dá)到27.8