醋酸鈷和金屬卟啉復(fù)合催化甲苯氧化研究.pdf

1、甲苯氧化是一個非常重要的化學(xué)工業(yè)反應(yīng)。其氧化產(chǎn)物苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、香料、樹脂、纖維等工業(yè)。醋酸鈷催化甲苯氧化存在產(chǎn)物脫羧嚴(yán)重，產(chǎn)物中主要為苯甲酸而苯甲醛和苯甲醇選擇性比較低等缺點；金屬卟啉催化甲苯氧化則存在溫度要求高，反應(yīng)的活性低等缺點。 本文以無溶劑，無溴化物做引發(fā)劑條件下氧化甲苯同時制備苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸為目的，分別以醋酸鈷和醋酸鈷/金屬卟啉為催化劑，系統(tǒng)的研究了不同因素對甲苯氧化的影響。實驗結(jié)

2、果表明當(dāng)醋酸鈷/金屬卟啉復(fù)合催化下，當(dāng)反應(yīng)條件適當(dāng)時，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率較單獨使用醋酸鈷時明顯提高，而且苯甲醛，苯甲醇和苯甲酸的收率均有明顯提高，表現(xiàn)出明顯的復(fù)合催化效應(yīng)。 本文的主要工作如下： 1、為了滿足實驗研究過程中快速、準(zhǔn)確監(jiān)測甲苯氧化產(chǎn)物中苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的濃度的要求，我們建立了氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定其含量，得到其優(yōu)化后的色譜條件。該方法樣品不需預(yù)處理，加入內(nèi)標(biāo)并用丙酮和冰醋酸溶解后即可直接進樣分析，分析時間不到1

3、2min，重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確可靠。 2、以醋酸鈷為催化劑，研究了反應(yīng)溫度、醋酸鈷用量、氧氣壓力對反應(yīng)的影響。在醋酸鈷催化體系中加入少量的反應(yīng)產(chǎn)物苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸，結(jié)合實驗現(xiàn)象和文獻機理討論了不同產(chǎn)物對甲苯氧化過程的影響。 3、選取不同的金屬卟啉作催化劑，比較了它們在甲苯氧化中的催化活性，各金屬卟啉的催化活性順序為：T(p-Cl)PPMnCl＞T(p-Cl)PPFeCl ＞T(p-Cl)PPCu＞T(p-Cl)PPCo。

4、同時使用上述卟啉和醋酸鈷復(fù)合催化，選擇了復(fù)合作用最好的T(p-Cl)PPMnCl為復(fù)合催化劑。以Co(Oac)2/T(p-Cl)PPMnCl為催化劑，研究了反應(yīng)溫度、醋酸鈷和錳卟啉用量、氧氣壓力對反應(yīng)的影響。實驗結(jié)果揭示在反應(yīng)溫度低于180℃，醋酸鈷質(zhì)量濃度高于4000ppm時，錳卟啉的加入可以有效的提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和主要產(chǎn)物的收率。 4.比較了Co(Oac)2/T(p-Cl)PPMnCl復(fù)合催化體系與Co-Mn鹽催化體系的特點