錳氧化物的合成及對甲苯常壓液相氧化反應(yīng)的催化作用研究.pdf

1、烴類選擇性氧化在石油化工和精細(xì)化工中占有極其重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),催化過程生產(chǎn)的各類有機(jī)化學(xué)品中,選擇性氧化產(chǎn)品約占25％以上。其中甲苯由于其選擇性氧化產(chǎn)物苯甲醛和苯甲酸都是重要的有機(jī)化工中間體和原料,在染料、香料、食品防腐劑、醫(yī)藥、塑料、合成纖維等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,因而受到了更大的關(guān)注。雖然目前苯甲酸或苯甲醛的需求量極大,但是現(xiàn)有的甲苯選擇性氧化生產(chǎn)工藝卻較為落后,仍然存在著催化劑回收困難,反應(yīng)產(chǎn)生的廢水腐蝕設(shè)備和破壞環(huán)境、高溫加壓下

2、甲苯的安全問題等缺點(diǎn)。論文初步嘗試了以回流法制得的錳氧化物為催化劑,廉價(jià)的分子氧為氧源,不使用乙酸等溶劑以及溴化物助劑,并在常壓下進(jìn)行甲苯液相氧化的安全且環(huán)境友好反應(yīng)體系。
　　論文研究獲得的主要內(nèi)容包括:
　　1.以回流法為基礎(chǔ),研究了以Mn2+為錳源,經(jīng)無機(jī)酸酸化后以高錳酸鉀為氧化劑,并引入表面活性劑的方法制備錳氧化物,同時(shí)結(jié)合XRD、SEM、BET、O2-TPD、H2-TPR等表征手段考察了調(diào)變錳源、無機(jī)酸、表面活性劑

3、和反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)對于制備的錳氧化物的影響,結(jié)果表明,大多數(shù)的反應(yīng)均生成了γ-MnO2,而每一種制備反應(yīng)參數(shù)的改變都會極為明顯地影響到錳氧化物的形貌及其物化性質(zhì)。
　　2.嘗試使用常壓無溶劑條件下,氧氣為氧源,進(jìn)行甲苯的選擇性氧化反應(yīng)。并通過此反應(yīng)體系考察了制得的各錳氧化物作為催化劑的活性,結(jié)果表明,活性的大小是由錳氧化物種類、比表面積,晶格氧流動(dòng)性及催化劑的儲氧能力等因素共同決定的,在測試的所有錳氧化物中,SO4-SO4/P123

4、具有相對最高的催化活性,在最優(yōu)的反應(yīng)條件下,甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到18.1％,主要產(chǎn)物的總選擇性為86.6％,其中苯甲酸選擇性為72.4％。另外在使用GC分析產(chǎn)物組成時(shí),鑒于常規(guī)的分析方法分析苯甲酸效果不理想,因此對于分析進(jìn)樣的方式做了一些改進(jìn)。
　　3.通過調(diào)變甲苯常壓液相氧氣選擇性氧化反應(yīng)體系的催化劑用量、AIBN用量、氧氣流速、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率等反應(yīng)參數(shù),確定了反應(yīng)優(yōu)化條件為:催化劑140mg、AIBN0.5mol％、氧氣流量1