D72樹脂吸附性能研究及在苯酚羥基化反應(yīng)的應(yīng)用.pdf

1、本文選用抗氧化性較好的D72離子交換樹脂作為載體與Fe(II)、Fe(III)進(jìn)行離子交換并應(yīng)用到苯酚羥基化反應(yīng)，對(duì)Fe-D72樹脂的催化性能進(jìn)行基礎(chǔ)探究，具體研究工作分為兩部分。
　　首先采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)法研究D72樹脂對(duì)Fe(II)、Fe(III)的吸附性能，考察了溶液的pH值大小、初始溶液的金屬離子濃度、吸附所用的時(shí)間長短、溶液溫度、顆粒粒徑對(duì)吸附效果的影響，并用相關(guān)理論方程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合效果分析探究速率控制步驟和吸附等溫過

2、程模型，最后通過多種表征手段探討樹脂吸附離子的機(jī)理。結(jié)果表明：吸附Fe(II)、Fe(III)溶液的pH值分別控制在3.0和1.7；吸附平衡時(shí)間確定為120 min；樹脂粒徑范圍控制在0.6-0.45 mm，吸附溫度為40℃；此時(shí)，D72樹脂對(duì)Fe（II）最大吸附量為98.8 mg·g-1，F(xiàn)e(III)最大吸附量為113.8 mg·g-1；等溫吸附模型Langmuir能較好地描述D72樹脂對(duì)Fe(II)，F(xiàn)e(III)的吸附行為；采用

3、HPDM和SPM兩種模型探討吸附過程速率控制步驟，吸附過程反應(yīng)初始階段液膜擴(kuò)散控制作用比較明顯，整體以顆粒內(nèi)部擴(kuò)散為主；吸附動(dòng)力學(xué)研究表明：吸附過程符合Lagergren準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型；通過多種表征手段表明：Fe(II)、Fe(III)成功與鈉離子進(jìn)行離子交換，金屬離子與磺酸基功能基團(tuán)的綜合作用力使D72樹脂吸附性能穩(wěn)定。
　　在苯酚羥基化反應(yīng)研究上，通過單因素法研究催化劑的含鐵量大小，反應(yīng)溫度，反應(yīng)所需的時(shí)間，催化劑用量的多少

4、，苯酚/過氧化氫摩爾比，溶劑水量多少等因素對(duì)催化反應(yīng)的影響；采用L9（34）正交表設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，同時(shí)通過制備混合Fe-Cu-D72樹脂對(duì)催化效果進(jìn)行改進(jìn)，最終通過優(yōu)化操作條件達(dá)到如下催化效果：苯酚轉(zhuǎn)化率達(dá)到40％-42%，苯二酚選擇性在92%-94%，苯二酚收率在37%-39%。分別控制初始溶液濃度為1 mol·L-1的氯化鐵和氯化銅溶液制備Fe-Cu-D72樹脂，保持其他操作條件不變，苯酚轉(zhuǎn)化率提高到45%，苯二酚選擇性穩(wěn)定在95%。