4，4’-二硝基二苯乙烯-2，2’-二磺酸降解动力学研究

论文摘要

在碱性水介质中用空气氧化对硝基甲苯邻磺酸制备4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DNS）是工业上生产染料中间体4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DSD）的关键步骤。长期以来仅知道DNS会在一定条件下发生降解反应,但对其反应动力学和反应机理的研究很不充分。本文从4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸降解反应机理及动力学研究和DNS生产工艺（空气流量）优化三个方面展开论述。采用自制的4L反应釜,对DNS降解反应过程进行小试研究。采用高压液相色谱对反应进行动力学跟踪,建立了不同空气流量下的4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸降解反应的动力学模型,求取了反应级数、速率常数、反应活化能、指前因子等动力学参数,并采用数学模型与实验结合的方法分析了降解速率随反应时间、温度、碱值等的变化规律。通过考察反应体系中氧气分压对降解速率的影响,推测了4,4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸（DNS）降解反应的机理: DNS在碱性水溶液中发生歧化反应,该反应是可逆的,氧气的存在会在一定程度上促进逆向反应,抑制正向反应。氧气的存在在一定程度上会抑制DNS发生降解反应。研究了空气流量对降解速率的影响,发现在一定流量范围内可以适当降低空气流量,从而降低能耗,减少生产成本。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 DSD 酸的性质与用途
• 1.1.1 DSD 酸的性质
• 1.1.2 DSD 酸的用途
• 1.2 DSD 酸的生产现状及发展前景
• 1.2.1 生产现状
• 1.2.2 发展前景
• 1.3 DSD 酸合成工艺
• 1.3.1 磺化
• 1.3.2 氧化
• 1.3.3 还原
• 1.4 氧化副产物生成机理
• 1.5 本课题的研究内容与研究方法
• 第二章 DNS 降解动力学研究
• 2.1 动力学模型的建立
• 2.1.1 反应级数n 和反应表观速率常数k ' 的计算
• 2.1.2 反应级数m 与反应速率常数k 的计算
• a及指前因子k₀ 的计算'>2.1.3 氧化反应表观活化能E_a及指前因子k₀的计算
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验条件
• 2.2.2 实验顺序
• 2.2.3 实验流程、材料与设备
• 2.2.4 产物分析
• 2.2.5 DNS 降解反应实验
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 DNS 降解反应影响因素
• 2.3.2 DNS 降解动力学模型建立
• 2.3.3 DNS 降解反应动力学特征
• 第三章 DNS 降解反应机理初探
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验条件
• 3.1.2 实验流程、设备与材料
• 3.1.3 产物分析
• 3.1.4 DNS 降解反应操作方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 第四章 空气流量对DNS 降解反应的影响
• 4.1 实验
• 4.1.1 实验条件
• 4.1.2 实验流程、设备与材料
• 4.1.3 产物分析
• 4.1.4 实验操作方法
• 4.2 实验结果与讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢