甲苯的选择性催化氧化合成苯甲醛的研究

论文摘要

本文合成了一系列金属氯化物离子液体及其金属氯化物与离子液体的复合物,溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化钴（bmimBr-CoCl2）、溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化锌（bmimBr-ZnCl2）、溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化锰（bmimBr-MnCl2）、溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化铜（bmimBr-CuCl2）、溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化镍（bmimBr-NiCl2）、溴化1-丁基-3-甲基咪唑-氯化铁（bmimBr-FeCl3）、溴化1-苄基-3-甲基咪唑-氯化铁（bzmimCl-FeCl3）、盐酸三乙胺-氯化铁（Et3NHCl-FeCl3）、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐-氯化铁（bmimBF4-FeCl3）、溴化1-乙基-3-甲基咪唑-氯化铁（emimBr-FeCl3）以及溴化1-乙酸基-3-甲基咪唑-氯化铁（acmimCl-FeCl3）等。考察了所合成的离子液体对于甲苯选择性氧化合成苯甲醛的催化性能。结果表明,bmimBr-FeCl3是一种选择性催化氧化甲苯制备苯甲醛的催化剂。探讨了离子液体的组成及其反应条件对催化反应的影响,获得了最佳的反应工艺条件。即在离子液体bmimCl-FeCl3（1:2）为催化剂条件下,甲苯用量5 mL、过氧化氢15mL、反应温度100℃、反应时间6 h。在此最佳反应条件下为甲苯的转化率为10.21%,苯甲醛与苄醇的选择性为98.69%。另外,制备了Keggin结构的多金属氧酸盐Co3(PW12O40)2·16H2O,并应用FT-IR、XRD和TG-DTA对其进行了表征,确定了其组成与结构。考察了Co3(PW12O40)2·16H2O为催化剂时催化甲苯氧化的性能,确定了反应的最佳工艺条件为:甲苯用量5mL、过氧化氢15mL、反应温度80℃、反应时间4h。同时,对两种催化剂的循环使用性能进行了评价,催化剂可以循环使用4次而没引起催化活性的明显降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 苯甲醛的主要性质及用途
• 1.2.1 苯甲醛的物理性质
• 1.2.2 苯甲醛的化学性质
• 1.2.3 苯甲醛的用途
• 1.3 催化选择氧化甲苯合成芳香醛化合物的研究进展
• 1.3.1 甲苯气相催化氧化
• 1.3.2 甲苯的液相氧化
• 1.4 本课题的提出，意义与研究内容
• 1.4.1 本课题的提出与意义
• 1.4.2 课题研究内容
• 第2章 离子液体催化甲苯的氧化
• 前言
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂和实验仪器
• 2.1.2 催化剂的制备
• 2.1.3 催化反应和产物分析
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 催化剂的筛选
• 2.2.2 各种离子液体的催化氧化性能
• 2.2.3 反应条件对反应的影响
• 2.3 催化剂的重复利用
• 2.4 本章小结
• 20₂氧化甲苯的研究'>第3章 CoPW 的催化H₂0₂氧化甲苯的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂和实验仪器
• 3.1.2 催化剂制备
• 3.1.3 催化反应和产物分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 反应条件的影响
• 3.2.2 催化剂的重复利用及表征
• 3.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢