对氯甲苯液相催化氧化制对氯苯甲醛

论文摘要

取代甲苯类化合物选择性氧化制备的一系列含氧化合物,如醇、醛、酸等,是很重要的有机化工中间体,有广泛的用途,具有很高的附加值。但是选择性氧化所得的产物大多是热力学不稳定的化合物,容易被进一步氧化为一氧化碳、二氧化碳和水,因此如何控制使得氧化产物停留在中间产物的水平是目前研究面临的挑战之一。本论文对对氯甲苯液相催化氧化制备对氯苯甲醛这一体系进行了系统的研究。对催化剂的组成进行了研究;同时也优化了体系的反应条件,考察了反应温度、反应时间、氧气流量以及溶剂用量对反应体系的影响。利用浸渍法制备的Co-Mn-Br/γ-Al2O3固相催化剂,以催化氧化对氯甲苯制备对氯苯甲醛为评价反应,并运用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术对催化剂进行了表征,根据催化剂的表征和反应评价的结果筛选出催化剂的最佳组成以及最佳制备条件,分析了催化剂制备条件对催化剂活性的影响。实验发现:催化剂的组成与催化剂的活性有很大的关系;同时反应条件对对氯甲苯的转化率和对氯苯甲醛的选择性有很大的影响。1)将活性组分负载到γ-Al2O3上,催化剂的活性以及选择性都有明显的提高。2)催化剂的焙烧的温度不能过高,否则,催化剂基本上没有活性。3)溶剂乙酸在反应体系中起着很重要的作用,当用其它溶剂（如:甲醇、乙醇、水等）的效果很明显不及乙酸。催化剂的最佳组成为:Co:Mn:Br＝8:2:5（摩尔比）,最佳的焙烧温度为500℃。体系的最佳反应条件为:反应温度,110℃;反应时间,6h;氧气流量,30ml/mim底物对氯甲苯/溶剂乙酸＝1/2（体积比）。在最佳的条件下,对氯甲苯的转化率为43.7%,对氯苯甲醛的选择性为64.3%,对氯苯甲醛的收率为28.1%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 甲苯类化合物的选择性氧化
• 1.2.1 气相选择性氧化
• 1.2.1.1 金属氧化物催化剂
• 1.2.1.2 负载型催化剂
• 1.2.2 液相选择性氧化
• 1.2.2.1 MC催化剂
• 1.2.2.2 仿生催化剂
• 1.3 对氯甲苯选择性氧化制备对氯苯甲醛催化剂的研究进展
• 1.4 对氯苯甲醛的应用以及市场前景展望
• 1.5 对氯苯甲醛的制备方法
• 2O₃氧化法'>1.5.1 Mn₂O₃氧化法
• 1.5.2 氯化水解法
• 1.5.3 对氯甲苯氧化水解法
• 1.5.4 对氯甲苯电化学氧化法
• 1.5.5 对硝基甲苯氧化还原法
• 1.5.6 氧气/空气直接氧化法
• 1.5.7 对氯苯甲醇氧化法
• 1.6 论文设想
• 1.6.1 本课题的意义
• 1.6.2 工作设想
• 参考文献
• 第二章 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 气相色谱分析条件
• 2.3 标准曲线的绘制
• 2.4 催化剂制备以及评价
• 2.4.1 催化剂的制备
• 2.4.2 对氯甲苯的氧化反应过程
• 2.4.3 氧化混合产物分析及计算
• 2.5 催化剂的表征
• 2.5.1 扫描电镜
• 2.5.2 XRD测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 不同催化剂对反应体系的影响
• 3.2 不同溶剂对反应体系的影响
• 3.3 不同Co/（Co+Mn）摩尔比对催化剂的影响
• 3.4 不同Br/（Co+Mn）摩尔比对催化剂的影响
• 3.5 焙烧温度对催化剂的影响
• 3.6 焙烧时间对催化剂的影响
• 3.7 催化剂用量对反应体系的影响
• 3.8 反应时间对反应体系的影响
• 3.9 反应温度对反应体系的影响
• 3.10 溶剂乙酸的量对反应体系的影响
• 3.11 氧气流量对反应体系的影响
• 3.12 第四组分对催化剂的影响
• 3.13 小结
• 参考文献
• 第四章 反应机理
• 参考文献
• 结论
• 致谢