固體酸和酸性離子液體催化甲苯選擇性硝化反應(yīng)的研究.pdf

1、固體酸和離子液體催化有機(jī)合成反應(yīng)是化學(xué)化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。在反應(yīng)體系中加入合適的固體酸和離子液體催化劑，可以提高反應(yīng)的收率和選擇性。甲苯硝化是非常重要的精細(xì)有機(jī)合成反應(yīng)，將固體酸和酸性離子液體催化劑應(yīng)用于芳烴的選擇性硝化，是正在興起的綠色化學(xué)合成技術(shù)之一。 針對(duì)工業(yè)上采用的傳統(tǒng)混酸硝化法所存在的對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、可造成環(huán)境污染及對(duì)硝基甲苯選擇性過低等問題，分別討論了各種固體酸和酸性離子液體對(duì)甲苯硝化反應(yīng)的催化作用。主要工作及結(jié)

2、果如下： （1）研究了固體鈮酸及其改性物催化甲苯的選擇性硝化反應(yīng)，結(jié)果分析表明，改性鈮酸催化劑對(duì)甲苯硝化均表現(xiàn)出了比鈮酸催化劑更強(qiáng)的區(qū)域選擇性，其催化甲苯硝化反應(yīng)的催化活性相對(duì)次序與它們各自的酸強(qiáng)度大小呈正相關(guān)關(guān)系。 （2）研究了ZrO2-TiO2/SO42-固體超強(qiáng)酸催化甲苯的選擇性硝化反應(yīng)。分析了催化劑鋯、鈦原子比、焙燒溫度、用量、硝化反應(yīng)條件以及催化劑的重復(fù)使用等因素對(duì)甲苯硝化反應(yīng)選擇性的影響，確定了最佳硝化條件。

3、 （3）研究了不同種類Keggin型雜多酸對(duì)甲苯硝化反應(yīng)選擇性的影響。結(jié)果表明，相同條件下，雜多酸催化甲苯硝化反應(yīng)的活性大小順序與其酸強(qiáng)度次序一致，即：磷鎢酸>硅鎢酸>鉬磷酸。 （4）利用酸式鹽--硫酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀作為甲苯選擇性硝化反應(yīng)的催化劑，研究了催化劑用量、硝化反應(yīng)時(shí)間、溫度以及催化劑的循環(huán)使用等因素對(duì)甲苯硝化反應(yīng)選擇性的影響，取得了令人滿意的結(jié)果。 （5）將HNIL·NO3-和HNIL·H

4、SO4-新型酸性離子液體應(yīng)用于甲苯的選擇性硝化，效果良好。尤其是HNIL·HSO4-酸性離子液體的催化活性更是顯著提高，這主要是由于HNIL·HSO4-酸性離子液體酸性更強(qiáng)的緣故。 （6）采用現(xiàn)代方法對(duì)所選擇和制備的催化劑進(jìn)行了表征。硝化反應(yīng)研究結(jié)果表明，上述催化劑均能顯著提高甲苯硝化產(chǎn)物的對(duì)位選擇性和收率，甲苯硝化產(chǎn)物鄰/對(duì)比在0.88-1.20之間變化，收率可達(dá)82.5-100％。 （7）研究了固體酸和酸性離子液體催